Effet Dynamo : Etudes des mécanismes d'instabilité et de saturation du champ magnétique
Abstract
This tesis is divided into three parts. The first part is a study of the linear stability problem and of the effect of turbulence on the dynamo onset. The turbulence acts as a multiplicative noise on the magnetic field and other similar instabilities are studied both analytically and experimentally. The second part is a theoretical study of the nonlinear problem, close to the onset of instbaility. Using a particular example, we derive an amplitude equation that describes the saturation mechanism of the magnetic field. The result is generalized to other flows and various scaling laws for the magnetic energy at saturation are given. The last part is an experimental study of a swirling flow of liquid sodium made by the Vob Karman Sodium experiment (VKS). Measurements of the induced magnetic field are presented and show the amplification mecanisms for this flow.
La thèse porte sur l'étude de l'instabilité dynamo et est composée de trois parties. La première est une étude du problème d'instabilité linéaire et de l'effet de la turbulence sur le seuil d'instabilité. La turbulence agit comme un bruit multiplicatif sur le champ magnétique et d'autres instabilités entrant dans ce cadre ont été étudiées expérimentalement et analytiquement. La seconde partie traite du problème de saturation du champ magnétique. Dans un cas particulier, une équation d'amplitude pour le mode instable est déterminée près du seuil d'instabilité. Le résultat est alors généralisé à d'autres exemples d'écoulements et diverses lois d'échelle pour l'énergie à saturation sont déterminées. La troisième partie présente l'étude expérimentale d'un écoulement tourbillonnaire de sodium liquide réalisé dans l'expérience VKS (von Karman Sodium). La mesure du champ magnétique dans un écoulement soumis à un champ extérieur permet de mettre en évidence les divers mécanismes d'amplification du champ.