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Résumé |
L'instabilité magnétototationelle (MRI) décrit l'effet déstabilisateur d'un champ magnétique sur l'écoulement hydrodynamiquement stable d'un fluide conducteur. La MRI fournissant un mécanisme efficace et puissant pour expliquer la transition vers la turbulence dans les écoulements képleriens (stables sous le critère de Rayleigh), elle se trouve au coeur de la compréhension de nombreux objets astrophysiques tels que les disques d'accrétion autour de proto-étoiles, de naines blanches ou encore de trous noirs. Cette instabilité pourrait également être présente dans l'écoulement de métal liquide des intérieurs planétaires.
Depuis quelques années, plusieurs groupes étudient ce problème du point de vue expérimental, en tentant d'observer la MRI en laboratoire. Dans ce cas, un dispositif de type Taylor-Couette est généralement utilisé afin de mettre en rotation un métal liquide entre deux cylindres coaxiaux, sous l'effet d'un fort champ magnétique imposé. Bien qu'aucun groupe n'ait encore démontré clairement la génération de l'instabilité magnétorotationelle, d'intéressants résultats préliminaires ont été observés, parmi lesquels on peut citer l'émergence de modes non-axisymétriques et l'observation d'ondes axisymétriques reliées à la MRI.
Au cours de ce séminaire, je ferai un rappel des différentes expériences MRI et des résultats obtenus. Je présenterai ensuite des travaux numériques récents basés sur ces configurations expérimentales. A l'aide de simulations numériques en géométrie cylindrique ou sphérique, nous montrons que les effets de bords et les couches limites correspondantes engendrent plusieurs instabilités MHD. La présence de ces instabilités, très similaires à la MRI, complique fortement l'observation de la MRI en laboratoire, et peut conduire à une nouvelle interprétation des résultats de certains groupes expérimentaux. Enfin, cela ouvre d'intéressantes perspectives sur la compréhension de l'instabilité MagnétoRotationelle en présence de bords et dans des situations expérimentales. |
