Characterization of planetary subsurfaces with permittivity probes : analysis of the SESAME-PP/Philae and PWA-MIP/HASI/Huygens data

Résumé : Les sondes de permittivité sont des instruments de prospection géophysique non destructifs qui donnent accès aux propriétés électriques, aux basses fréquences (10 Hz-10 kHz), de la proche subsurface. Ce faisant, elles renseignent sur la composition, porosité, température et éventuelle hétérogénéité des premiers mètres sous la surface.Utilisant généralement 4 électrodes, le principe des sondes de permittivité est simple : il consiste à injecter un courant sinusoïdal de phase et d’amplitude connues entre deux électrodes (dipôle émetteur) et à mesurer l'impédance mutuelle (le rapport complexe entre la tension et le courant injecté) entre ce dipôle émetteur et un dipôle récepteur. La permittivité complexe du matériau de surface, à savoir sa constante diélectrique et sa conductivité électrique, sont alors déduites de la mesure de l’amplitude et de la phase de cette impédance mutuelle. Les fréquences d’opération des sondes de permittivités sont basses là où l’approximation quasi-statique s’applique. A ce jour, les propriétés électriques de seulement deux surfaces planétaires extraterrestres ont été étudiées par des sondes de permittivité : celle de Titan par l’instrument PWA-MIP/HASI/Huygens/Cassini-Huygens et celle du noyau de la comète 67P/Churyumov–Gerasimenko par SESAME-PP/Philae/Rosetta.Nous présentons la première analyse des données obtenues par SESAME-PP à la surface de la comète 67P/Churyumov–Gerasimenko. Grâce à un travail précis (1) de modélisation numérique de l’instrument et de son fonctionnement, (2) de campagne de mesures (en laboratoire et dans des grottes de glace) afin de valider la méthode d’analyse et (3) d’hypothèses réalistes sur l’environnement proche de la sonde, nous avons pu contraindre la composition et surtout la porosité des premiers mètres du noyau cométaire montrant qu’ils étaient plus compacts que son intérieur. Nous avons également travaillé à une nouvelle analyse des données obtenues en 2005 par PWA-MIP proposant notamment de nouveaux scénarios pour le changement brutal de propriétés électriques observé 11 min après l’atterrissage de Huygens. Ces nouveaux scénarios s’appuient, entre autres, sur les mesures de caractérisation électrique menées au LATMOS sur des échantillons de composés organiques (tholins), analogues possibles des matériaux recouvrant la surface de Titan.
Type de document :
Thèse
Astrophysics [astro-ph]. Université Paris-Saclay, 2016. English. < NNT : 2016SACLV071 >
Liste complète des métadonnées

https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01496107
Contributeur : Abes Star <>
Soumis le : lundi 27 mars 2017 - 11:08:09
Dernière modification le : vendredi 7 juillet 2017 - 13:58:01
Document(s) archivé(s) le : mercredi 28 juin 2017 - 13:15:45

Fichier

70529_LETHUILLIER_2016_archiva...
Version validée par le jury (STAR)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01496107, version 1

Collections

Citation

Anthony Lethuillier. Characterization of planetary subsurfaces with permittivity probes : analysis of the SESAME-PP/Philae and PWA-MIP/HASI/Huygens data. Astrophysics [astro-ph]. Université Paris-Saclay, 2016. English. < NNT : 2016SACLV071 >. <tel-01496107>

Partager

Métriques

Consultations de
la notice

448

Téléchargements du document

51