Le Centre national de la recherche scientifique est un organisme public de recherche pluridisciplinaire placé sous la tutelle du ministère de l’Enseignement supérieure et de la Recherche. Créé en 1939 et dirigé par des scientifiques, il a pour mission de faire progresser la connaissance et être utile à la société dans le respect des règles d’éthique, de déontologie et d’intégrité scientifique.

Missions :
Motivation :
les modèles intérieurs récents des planètes géantes font face à plusieurs problèmes, ce qui nécessite l'existence de zones avec des écoulements entraînés par une semi-convection (la semi-convection étant un régime particulier des écoulements de double diffusion). Notamment motivés par les observations du champ de gravité de Jupiter par Juno, Debras et al. (2021) proposent par exemple l'existence de telles zones dans Jupiter. Ces écoulements peuvent soit se situer dans une couche de transition vers un noyau convectif, soit exister dans tout l'intérieur planétaire. L'effet dynamo planétaire devrait alors être réexaminé, notamment pour étudier si un dipôle magnétique de grande amplitude pourrait être généré par de tels écoulements (fournissant une solution pour certains de ces modèles intérieurs). On s'attend également à une semi-convection dans d'autres planètes géantes et intérieurs stellaires.
Objectif :
dans une étude précédente (Monville et al. 2019), nous avons étudié le régime de doigt de sel de la double diffusion pour des applications aux noyaux planétaires, notamment en caractérisant les écoulements associés dans une sphère en rotation. Alors que la capacité dynamo de tels écoulements est actuellement en cours d’étude dans notre groupe, nous visons maintenant à capitaliser sur ce travail pour aborder le régime de semi-convection : le seuil d’instabilité, les écoulements et les dynamos associées seront étudiés. En effet, l'influence combinée de la rotation et de la géométrie sphérique sur les écoulements et les déclenchements, que nous avons prouvée être essentielle pour les écoulements de doigts de sel (Monville et al. 2019, Guervilly, 2022), reste à étudier pour la semi-convection.
Méthode :
le code dynamo spectral XSHELLS, développé en interne par N. Schaeffer, sera utilisé sous l'approximation de Boussinesq pour obtenir les premiers résultats (qui pourront être comparés à nos déclenchements de semi-convection publiés, voir Monville et al. 2019). Mais nous prévoyons également d'utiliser le code dynamo similaire MAGIC, déjà utilisé pour la double diffusion (Tassin et al.), et qui permet de considérer l'approximation anélastique (pertinente pour simuler les couches profondes des intérieurs des planètes gazeuses). En utilisant ces codes, une étude systématique des seuils hydrodynamiques, des écoulements, des seuils dynamos et des champs magnétiques sera réalisée dans des sphères pleines et/ou des coques sphériques.
Les conséquences de nos résultats pour les intérieurs planétaires, comme celui de Jupiter, seront élaborées en collaboration avec Florian Debras (IRAP, Toulouse).
Activités :
Simulations numériques (DNS, eigensolver) et théorie sur les écoulements et dynamo de semi-convection.
Contexte de travail :
Le Centre national de la recherche scientifique est une institution de recherche parmi les plus importantes au monde. Pour relever les grands défis prés
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Le Centre national de la recherche scientifique est l’une des plus importantes institutions publiques au monde : 34 000 femmes et hommes (plus de 1 000 laboratoires et 200 métiers), en partenariat avec les universités et les grandes écoles, y font progresser les connaissances en explorant le vivant, la matière, l’Univers et le fonctionnement des sociétés humaines. Depuis plus de 80 ans, y sont développées des recherches pluri et interdisciplinaires sur tout le territoire national, en Europe et à l’international. Le lien étroit que le CNRS tisse entre ses missions de recherche et le transfert vers la société fait de lui un acteur clé de l’innovation en France et dans le monde. Le partenariat qui le lie avec les entreprises est le socle de sa politique de valorisation et les start-ups issues de ses laboratoires (près de 100 chaque année) témoignent du potentiel économique de ses travaux de recherche.

Competences :
- Mécanique des fluides
- Simulations numériques
- Ecoulements double-diffusifs
- LaTeX
- Python
Contraintes et risques :
néant