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Moteur de recherche d'offres d'emploi CEA

Modélisation des instabilités dans l’ionosphère


Détail de l'offre

Informations générales

Entité de rattachement

Situé à 40 km au sud de Paris, le centre DAM-Île de France, a en charge la conception des armes nucléaires françaises, la recherche et développement dans le domaine de la lutte contre la prolifération et le terrorisme, l'alerte aux autorités en cas de séisme, de tsunami ou d'essai nucléaire étranger, la construction et le démantèlement de grandes infrastructures nucléaires. Leader français de la simulation numérique et du calcul intensif, il possède deux des machines européennes les plus puissantes. Il dispose également de plusieurs accélérateurs et de nombreux moyens techniques et expérimentaux pour mener ses recherches. Lui est également rattaché, l'Unité Propulsion Nucléaire située sur le centre CEA/Cadarache en région Provence Alpes-Côte d'Azur, où sont implantées les installations d'essais et une partie des fabrications de la propulsion nucléaire.  

Référence

2021-18571-S0407  

Description du poste

Domaine

Physique du noyau, atome, molécule

Contrat

Stage

Intitulé de l'offre

Modélisation des instabilités dans l’ionosphère

Sujet de stage

Modélisation des instabilités dans l’ionosphère

Durée du contrat (en mois)

6 mois

Description de l'offre

L’ionosphère terrestre est un milieu partiellement ionisé et magnétisé, situé entre 80 et 2000 km d’altitude, déterminé par une dynamique complexe. Les effets du flux solaire, radiatif ou particulaire, des champs électriques, des vents de neutres ou encore de la gravité perturbent le milieu et peuvent déclencher des instabilités. La conséquence est une structuration du plasma à des échelles spatiales très variées. Les fluctuations de densité qui en résultent sont susceptibles d’affecter la propagation des ondes électromagnétiques basse fréquence (ondes radio) mais également haute fréquence, ce qui devient critique pour les systèmes de navigation par satellite.

Parmi les instabilités qui entrent en jeu, on retiendra l’instabilité de Rayleigh-Taylor généralisée. Si l’instabilité de Rayleigh-Taylor classique est liée au gradient de pression entre deux fluides de densités différentes sous l’action de la gravité, l’instabilité de Rayleigh-Taylor généralisée comprend des termes supplémentaires, issus des forces électromagnétiques et de friction notamment.

Les « Equatorial Plasma Bubble » (EPB) sont des bulles de plasma de faible densité, d’environ une dizaine ou centaine de kilomètres de diamètre, qui apparaissent près de l’équateur et dont l’origine pourrait être liée à l’instabilité de Rayleigh-Taylor généralisée. Ces EPB, qui s’élèvent dans l’ionosphère, sont observées par des radars à diffusion incohérente et donnent naissance à des « Equatorial spread F ». Actuellement, l’évolution de ces bulles et leurs interactions dans l’ionosphère ne sont pas totalement comprises. Des études analytiques, dans les régimes linéaire et non-linéaire, existent, ainsi que des codes de calcul basés sur des modèles très différents, comme le modèle de striation, le modèle dynamo, et le modèle complet de la magnétohydrodynamique, mais ne reproduisent qu’une partie des phénomènes.

L’objectif de ce stage est d’avancer sur la compréhension des mécanismes qui régissent l‘évolution des EPB dans l’ionosphère. Pour cela, on s’appuiera sur les codes du CEA/DAM : un code de calcul qui résout les équations de la magnétohydrodynamique (MHD) d’un plasma ionosphérique et un code de calcul qui résout le modèle striation ou dynamo, approche simplifiée du système MHD. Les résultats obtenus pourront être comparés à ceux issus d’une approche analytique.

Profil du candidat

Bac+5

Localisation du poste

Site

DAM Île-de-France

Localisation du poste

France, Ile-de-France, Essonne (91)

Ville

Bruyères-le-Châtel