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Les marées à l’origine des champs magnétiques de certaines planètes
Actualités

Les marées à l’origine des champs magnétiques de certaines planètes

L’agitation dans le noyau de fer liquide de la Terre est vitale, car elle est à l’origine du champ magnétique externe, qui nous protège des rayonnements cosmiques. Le champ magnétique est engendré par effet dynamo à partir de  l’écoulement du fluide conducteur qui forme le noyau externe. Qu'en est-il des autres planètes ? La convection est un moteur essentiel de ces mouvements, mais elle diminue très vite à mesure que la taille du corps céleste considéré décroît.

Thomas Le Reun, Benjamin Favier et Michael Le Bars, de l’Institut de recherche sur les phénomènes hors équilibre (IRPHE-Université Aix Marseille-Centrale Marseille) ainsi qu’Adrian Barker de l’université de Leeds présentent dans Physical Review Letters un nouveau modèle qui propose que l’agitation des noyaux liquides des planètes est due aux forces de marées.

Un nouveau modèle pour les astres plus petits

Lors de la formation d’une planète, l’accrétion de matière dégage de l’énergie sous forme de chaleur. À ses débuts, la planète est un amas de roches en fusion couverte d'un océan de magma à sa surface. Mais, si la chaleur est en partie entretenue par la radioactivité naturelle des roches, la planète finit par se refroidir, en commençant par ses couches externes. La différence de température entre le centre de la planète et sa surface entraîne des mouvements de convections dans le manteau, mais aussi dans le noyau liquide. La convection dans le noyau amplifie toutes les petites turbulences pour donner naissance à de grands tourbillons qui sont à l’origine de l’effet dynamo.

Cependant, pour les corps célestes les plus petits, le refroidissement est trop rapide pour que la convection s’établisse. Les physiciens ont donc cherché un autre mécanisme susceptible de mettre le noyau liquide en mouvement. Ils ont naturellement porté leur intérêt sur les phénomènes de marées, qui sont le fruit d’interactions gravitationnelles entre différents astres. « Les marées déforment les astres. Ceux-ci ne sont plus sphériques mais elliptiques. Il se forme alors des instabilités dites elliptiques. Nous avons supposé que ces instabilités pouvaient être à l’origine de la turbulence dans le noyau », explique Thomas Le Reun, doctorant et auteur de l’étude.

Simuler une parcelle du noyau liquide

Pour vérifier leur hypothèse, les quatre chercheurs ont simulé un petit volume du noyau liquide. « Simuler tout le noyau aurait été trop gourmand en calculs », précise Thomas Le Reun. Ils ont appliqué à cette parcelle cubique un mouvement de rotation pour simuler la rotation de la planète, et des forces de marées pour obtenir des déformations. Dans ce volume, les chercheurs ont ajouté des petites perturbations et ils ont observé leurs amplifications sous l’effet de la rotation et des forces de marées.

L’amplification des turbulences s'est avérée exponentielle et les profils d’agitation observés très proches de ceux obtenus avec le modèle fondé sur la convection, avec la présence, dans la parcelle simulée, de tourbillons parallèles à l’axe de rotation. Thomas Le Reun et ses collègues se sont ensuite concentrés sur ces tourbillons. « Comme ils sont parallèles à l’axe de rotation, ces tourbillons rencontrent la frontière entre le noyau liquide et le manteau et nous n’avions pas tenu compte des effets de bords », note Thomas Le Reun. Pour modéliser ces effets de bords, les chercheurs ont donc ajouté un terme de friction visqueuse dans leur simulation.

Les résultats ont alors divergé avec ceux obtenus avec les modèles par convection. Dans les précédents modèles, même avec de la friction, les tourbillons étaient toujours présents. A l’inverse, ici, les tourbillons ont complètement disparu laissant place à une superposition d’ondes qui échangent entre elles de l’énergie en permanence. On parle de « turbulence d’ondes ».

Deux mécanismes pour l’effet dynamo

Les deux modèles, avec convection ou forces de marées, ne donnent pas le même type de turbulences, mais tout deux produisent une agitation du noyau, prouvant que même dans les petites planètes, non-sujettes à la convection, il est possible de maintenir un écoulement turbulent. L'équipe de Thomas Le Reun tente maintenant de prouver que cet écoulement peut soutenir un effet dynamo.  

Si tel est le cas, ce résultat permettra notamment d’expliquer une découverte sur le champ magnétique lunaire faite par Sonia Tikoo et son équipe et publiée dans Science Advances. Le champ magnétique de notre satellite aurait en effet existé au moins pendant deux milliards d’années, une durée bien plus longue qu’on ne le pensait. Cette longévité impliquerait donc la participation de deux mécanismes à l'effet dynamo : la convection, au départ, lorsque le cœur de la Lune était encore chaud, puis les forces de marée, qui ont contribué à entretenir le champ.


Source : Pour la Science
Crédit : Thomas Le Reun / IRPHE

Les turbulences d'ondes tridimensionnelles dans la parcelle de noyau liquide simulée par Thomas Le Reun et ses collègues.

Les marées à l’origine des champs magnétiques de certaines planètes Actualités

Les marées à l’origine des champs magnétiques de certaines planètes

L’agitation dans le noyau de fer liquide de la Terre est vitale, car elle est à l’origine du champ magnétique externe, qui nous protège des rayonnements cosmiques. Le champ magnétique est engendré par effet dynamo à partir de  l’écoulement du fluide conducteur qui forme le noyau externe. Qu'en est-il des autres planètes ? La convection est un moteur essentiel de ces mouvements, mais elle diminue très vite à mesure que la taille du corps céleste considéré décroît.

Thomas Le Reun, Benjamin Favier et Michael Le Bars, de l’Institut de recherche sur les phénomènes hors équilibre (IRPHE-Université Aix Marseille-Centrale Marseille) ainsi qu’Adrian Barker de l’université de Leeds présentent dans Physical Review Letters un nouveau modèle qui propose que l’agitation des noyaux liquides des planètes est due aux forces de marées.

Un nouveau modèle pour les astres plus petits

Lors de la formation d’une planète, l’accrétion de matière dégage de l’énergie sous forme de chaleur. À ses débuts, la planète est un amas de roches en fusion couverte d'un océan de magma à sa surface. Mais, si la chaleur est en partie entretenue par la radioactivité naturelle des roches, la planète finit par se refroidir, en commençant par ses couches externes. La différence de température entre le centre de la planète et sa surface entraîne des mouvements de convections dans le manteau, mais aussi dans le noyau liquide. La convection dans le noyau amplifie toutes les petites turbulences pour donner naissance à de grands tourbillons qui sont à l’origine de l’effet dynamo.

Cependant, pour les corps célestes les plus petits, le refroidissement est trop rapide pour que la convection s’établisse. Les physiciens ont donc cherché un autre mécanisme susceptible de mettre le noyau liquide en mouvement. Ils ont naturellement porté leur intérêt sur les phénomènes de marées, qui sont le fruit d’interactions gravitationnelles entre différents astres. « Les marées déforment les astres. Ceux-ci ne sont plus sphériques mais elliptiques. Il se forme alors des instabilités dites elliptiques. Nous avons supposé que ces instabilités pouvaient être à l’origine de la turbulence dans le noyau », explique Thomas Le Reun, doctorant et auteur de l’étude.

Simuler une parcelle du noyau liquide

Pour vérifier leur hypothèse, les quatre chercheurs ont simulé un petit volume du noyau liquide. « Simuler tout le noyau aurait été trop gourmand en calculs », précise Thomas Le Reun. Ils ont appliqué à cette parcelle cubique un mouvement de rotation pour simuler la rotation de la planète, et des forces de marées pour obtenir des déformations. Dans ce volume, les chercheurs ont ajouté des petites perturbations et ils ont observé leurs amplifications sous l’effet de la rotation et des forces de marées.

L’amplification des turbulences s'est avérée exponentielle et les profils d’agitation observés très proches de ceux obtenus avec le modèle fondé sur la convection, avec la présence, dans la parcelle simulée, de tourbillons parallèles à l’axe de rotation. Thomas Le Reun et ses collègues se sont ensuite concentrés sur ces tourbillons. « Comme ils sont parallèles à l’axe de rotation, ces tourbillons rencontrent la frontière entre le noyau liquide et le manteau et nous n’avions pas tenu compte des effets de bords », note Thomas Le Reun. Pour modéliser ces effets de bords, les chercheurs ont donc ajouté un terme de friction visqueuse dans leur simulation.

Les résultats ont alors divergé avec ceux obtenus avec les modèles par convection. Dans les précédents modèles, même avec de la friction, les tourbillons étaient toujours présents. A l’inverse, ici, les tourbillons ont complètement disparu laissant place à une superposition d’ondes qui échangent entre elles de l’énergie en permanence. On parle de « turbulence d’ondes ».

Deux mécanismes pour l’effet dynamo

Les deux modèles, avec convection ou forces de marées, ne donnent pas le même type de turbulences, mais tout deux produisent une agitation du noyau, prouvant que même dans les petites planètes, non-sujettes à la convection, il est possible de maintenir un écoulement turbulent. L'équipe de Thomas Le Reun tente maintenant de prouver que cet écoulement peut soutenir un effet dynamo.  

Si tel est le cas, ce résultat permettra notamment d’expliquer une découverte sur le champ magnétique lunaire faite par Sonia Tikoo et son équipe et publiée dans Science Advances. Le champ magnétique de notre satellite aurait en effet existé au moins pendant deux milliards d’années, une durée bien plus longue qu’on ne le pensait. Cette longévité impliquerait donc la participation de deux mécanismes à l'effet dynamo : la convection, au départ, lorsque le cœur de la Lune était encore chaud, puis les forces de marée, qui ont contribué à entretenir le champ.


Source : Pour la Science
Crédit : Thomas Le Reun / IRPHE

Les turbulences d'ondes tridimensionnelles dans la parcelle de noyau liquide simulée par Thomas Le Reun et ses collègues.

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

11 - Aude

► En mai

"VISITES CONTÉES ET CHANTÉES"
MUSEE DU QUERCORB

Avec Rachel. 5€ adulte - 2 € enfant. Jeudi 9 mai à 18h : Aude Mystères - Contes de fées… à nous faire frissonner ! / Vendredi 10 mai à 18h : De l’utilité à la beauté - Histoires d’art et d’artisanat / Dimanche 12 mai à 11h : Contes et légendes en Occitanie - Camins e cants.

Musée du Quercorb
16 rue Barry du Lion 
11230 Puivert
04 68 69 81 51
www.museequercorb.com

► Jusqu'en novembre

EXPOSITION 
"CARTES ÉNERGÉTIQUES D'URS ZIMMERMANN"

Urs Zimmermann (1954-2022) était essentiellement sculpteur. Le village de Rennes-le-Château, où il avait élu domicile, expose toute l'année ses sculptures. Jusqu'en novembre, ce sont ses lectures énergétiques de certains lieux, transcris en dessins, qui sont exposées. Accessible avec le billet d'entrée du Domaine, tarif normal : 6 €.

Domaine et musée de l’Abbé Saunière
Rue de l’église 
11190 Rennes-le-Château
04 68 74 05 84
tourisme.rlc@orange.fr
www.rennes-le-chateau.fr

12 - Aveyron

► Jusqu'au 2 novembre 2025

EXPOSITION  
"LA VILLE MÉDIÉVALE, UN JEU D'ENFANT"

Parcourez la nouvelle exposition du Pays d'art et d'histoire à la découverte des trois formes urbaines du Moyen Âge : la sauveté, le bourg castral et la bastide. Cette exposition ludique et immersive, adaptée à tous les âges, vous fera remonter le temps en vous glissant dans la peau d'un moine, d'un chevalier ou d'un marchand. 

Maison du Gouverneur
1 rue du château
12270 Najac
05 65 81 94 47
https://maisondugouverneur-najac.fr

► Le 30 octobre

ATELIER EN FAMILLE ET JEUNE PUBLIC
"RECYCLAGE ASTUCIEUX ET PAPIER MÂCHÉ"

En peu de temps et tout autant d'imagination, à partir d'emballages, de contenants plastiques et autres déchets à recycler, vous pourrez créer le personnage de votre choix, inspiré du Moyen Âge ou pas, bâtir un royaume ou donner vie à un animal. 

Maison du Gouverneur
1 rue du château
12270 Najac
05 65 81 94 47
https://maisondugouverneur-najac.fr

21 - Côte d'Or

► Jusqu'au 5 janvier 2025

EXPOSITION 
"OCÉAN, ICI COMMENCE LA VIE"

Une exposition fascinante, captivante pour explorer, observer, découvrir, admirer, comprendre, agir… et prendre conscience de l'importance cruciale de l'océan dans l'équilibre de notre planète.

Le Jardin de l'Arquebuse
1 avenue Albert 1er & 14 rue Jehan de Marville 
21000 Dijon
03 80 48 82 00
www.ma-nature.dijon.fr

25 - Doubs

► Jusqu'au 9 mars 2025

EXPOSITION 
"À L'AFFÛT"

À travers son art, le photographe animalier et grand voyageur, exprime ses rêves, ses émotions et ses rencontres en captant l'instant, celui de l’animal au cœur de son environnement. 

Saline royale
Grande Rue
25610 Arc et Senans
03 81 54 45 13
www.salineroyale.com

30 - Gard

► Le 19 mai

"MESSE DE LA PENTECÔTE ANTON DVORAK"
GROTTE DE LA SALAMANDRE

Profitons ensemble de l'acoustique étonnante de la Grotte avec un concert exceptionnel : la Messe en Ré Majeur d'Antonin Dvořák, une œuvre sacrée remarquable du répertoire choral.

Grotte de la Salamandre
30430 Méjannes le Clap
04 66 600 600
www.grottedelasalamandre.com

► Jusqu'au 30 septembre

EXPOSITION
"AIGA, L'EAU SOURCE D'INSPIRATION"

Une exposition dans laquelle les regards du photographe croisent ceux d'une peintre, d'une aquarelliste, d'une céramiste et de plasticiens. Face aux enjeux de l'eau, ces artistes ont pour but de créer de l'émotion et faire découvrir leur vision de cette eau source de vie, source d'énergie, source de débats.... 

La Maison de l'eau
30122 Les Plantiers
04 66 30 36 55 / 04 66 25 83 41
https://caussesaigoualcevennes.fr/la-maison-de-l-eau

31 - Haute Garonne

► Jusqu’au 22 septembre 

EXPOSITION 
"ANATOMIE DU FRANQUISME"

La nouvelle exposition du musée de la Résistance & de la Déportation traite des fondations sur lesquelles s'est construite cette dictature de quarante ans, fondations assombries et défigurées par les discours du régime lui-même et qui interrogent l'imaginaire collectif européen. 

Musée Départemental de la Résistance et de la Déportation
52 allée des Demoiselles
31400 Toulouse
05 34 33 17 40
http://musee-resistance.haute-garonne.fr

33 - Gironde

► Jusqu'au 24 septembre 

EXPOSITION 
"RECYCL'ART"

Marques et Emballages, développement durable et valorisation par le tri. Cette exposition sans cesse enrichie met en valeur l’histoire des grandes marques françaises à travers des objets, des affiches et des documents historiques. Ces emballages amènent également à réveiller la mémoire du passé industriel de la Papeterie de Beautiran.

Musée des Techniques
5 rue de Balambits
33640 Beautiran
05 57 97 75 11
www.villamaglya.fr

37 - Indre et Loire

► Jusqu'au 30 septembre

EXPOSITION 
"LES CHEFS D’OEUVRE DE LÉONARD DE VINCI EN GRAVURES"
dans les collections de la BnF  

La Joconde n'a pas toujours été l'œuvre la plus renommée de Léonard de Vinci. Découvrez la Cène de Santa Maria delle Grazie ainsi qu'une trentaine de l'artiste.

Château royal d’Amboise 
Montée de l’Emir Abd el Kader
37400 Amboise
02 47 57 00 98
www.chateau-amboise.com

► Jusqu'au 11 novembre

EXPOSITION
"LES SIEGES FRANÇAIS AU 18ÈME"

Ussé, le Château de la Belle au Bois Dormant vous présente l'histoire des sièges français au 18ème, une mini exposition entre esthétique et technique. Profitez de votre visite pour découvrir l’ouverture d’une nouvelle salle : le cabinet oriental.

Château d’Ussé
37420 Rigny-Ussé
02 47 95 54 05
www.chateaudusse.fr

38 - Isère

► Jusqu'au 30 mars 2025

EXPOSITION
"ARCABAS, L’ÉTOFFE HAUTE EN COULEUR"

Outre les toiles de jute et l’impression sur soie que l’on retrouve dans l’église de Saint-Hugues, l’exposition présente des objets textiles conçus par Arcabas. Dans son œuvre picturale dont certains tableaux sont également présentés, les motifs des costumes, les drapés témoignent d’une recherche plastique constante.

Musée arcabas en Chartreuse
Eglise de Saint-Hugues
38380 Saint-Pierre-de-Chartreuse
04 76 88 65 01
https://musees.isere.fr

42 - Loire

► Le 19 mai

"ATELIER PEINTURE SUR SOIE"
MUSÉE DU TISSAGE ET DE LA SOIERIE

Le musée invite Christine Cheval, créatrice de foulards et d’accessoires textiles, pour un après-midi de démonstrations de peinture sur soie.

Musée du Tissage et de la Soierie
125 place Vaucanson
42510 Bussières
04 77 27 33 95
www.museedutissage.com

► Jusqu'au 22 septembre

EXPOSITION 
"INDONÉSIE RÉVÉLÉE"

Région d’une grande complexité culturelle, le pays se compose de 1100 de groupes ethniques différents.
Les collections ramenées par Daniel Pouget de ses voyages, notamment des îles de Bornéo, Sumatra et Sulawesi, nous dévoilent l’extraordinaire richesse des traditions et cultures des îles d’Indonésie.  

Musée des Civilisations Daniel Pouget
Place Madeleine Rousseau
42170 Saint-Just-Saint-Rambert
04 77 52 03 11
musee@stjust-strambert.com

► Jusqu'au 29 septembre 

EXPOSITION
"L'ART DES AFFICHISTES"

Après un premier volet d’octobre 2022 à février 2023 sur l’art des affichistes de cinéma de 1930 à 1960… voici un second volet consacré à la période 1960-2023.

Ecomusée des Monts du Forez
Place Alex Folléas 
42550 Usson en Forez 
04 77 50 68 87 
www.ecomusee-usson-en-forez.fr

63 - Puy de Dôme

► Le 18 mai

MUSÉE MANDET
NUIT EUROPÉENNE DES MUSÉES

La 20e édition de la Nuit européenne des musées sera placée sous le signe de la magie aux musée Mandet et régional d’Auvergne de Riom qui ouvriront gratuitement leurs portes le samedi 18 mai, de 18 h à minuit. Déambulations magiques, visites à la lampe torche, exposition mais aussi projections et ateliers sont au programme pour ravir petits et grands.

Musée Mandet
14 rue de l’Hôtel de Ville
63200 Riom
04 73 38 18 53
www.rlv.eu/decouvrir/musees-1

67 - Bas-Rhin

► Le 9 juin

OPÉRA "LA FLÛTE ENCHANTÉE"
CHÂTEAU FORT DE FLECKENSTEIN

La Compagnie "La Chambre à Airs" propose une adaptation dépoussiérée, réécrite et réinventée de la "Flûte enchantée". Dimanche 9 juin 2024à 20h. Durée : 1h30. Tarif spécial "découverte culture" :5 € - gratuit jusque 11 ans. 
 
Château fort de Fleckenstein
Lieu-dit Fleckenstein
67510 Lembach
03 88 94 28 52
www.fleckenstein.fr

70 - Haute-Saône

► Jusqu'au 15 novembre 

EXPOSITION
"JE MANGE, DONC JE SUIS" 

L'Écomusée présente une exposition intitulée conçue par le musée de l’Homme, un site du Muséum national d’Histoire naturelle. Elle aborde un sujet ô combien important : l’alimentation, pour découvrir ses aspects biologiques, culturels et écologiques. 

Ecomusée du Pays de la Cerise
206 Le Petit Fahys
70220 Fougerolles-Saint-Valbert
03 84 49 52 50
http://ecomusee-fougerolles.fr

71 - Saône et Loire

► Jusqu'au 3 novembre

EXPOSITION
"PLANTES ET LÉGENDES"

Plantesaux vertus prodigieuses, arbres mythiques, herbes magiques, fleurs ensorcelantes, potions de sorcières ou philtres d’amour, découvrez,à travers cette exposition, la profonde connexion entre l’homme et la nature ainsi que la manière dont elle a toujours joué un rôle central dans notre culture et imagination.

Centre EDEN
26 rue de l’Eglise
71290 Cuisery
03 85 27 08 00
www.centre-eden71.fr

► Jusqu'au 24 décembre

EXPOSITION
"LE CHAROLAIS, UN PAYSAGE DE BOCAGE"

Installée au dernier étage de la Maison du Charolais, cette exposition retrace l'histoire du bocage charolais, sa composition, son rôle et les enjeux de sa préservation pour la faune et la flore, ainsi que pour les habitants de ce beau territoire rural.

La Maison du Charolais
43 route de Mâcon (RCEA N79 sortie 12)
71120 Charolles
03 85 88 04 00
www.maison-charolais.com

75 - Paris

► Les 23 & 24 mai

"INGÉNIEUR EN HERBE 2024"
MUSÉE DES ARTS ET MÉTIERS

Découvrez les maquettes d'engins auto-propulsés imaginés par les 35 classes, du CM1 à la 6e, ayant relevé le défi Ingénieur en herbe au musée !

Musée des Arts et Métiers
60 rue Réaumur
75003 Paris
01 53 01 82 63
www.arts-et-metiers.net

► Jusqu'au 14 août

EXPOSITION
"CLÉMENCEAU ET LE SPORT"

A l’occasion des Jeux Olympiques de Paris 2024, le musée Clemenceau présente exposition-focus. Georges Clemenceau aimait le sport. Qui l’eut cru ! Cette nouvelle exposition évoque le goût du Tigre pour la chasse et les longues randonnées, tout comme l’équitation, l’épée, le cyclisme, la gymnastique et le tir.

Musée Clemenceau
8 rue Benjamin Franklin
75116 Paris
01 45 20 53 41
www.musee-clemenceau.fr

84 - Vaucluse

► Jusqu'au 31 mai 

EXPOSITION
"OCEAN"

L’océan est un vaste monde qui ne cesse de nous fasciner et qu’il convient de comprendre, d’étudier, de préserver et d’admirer. Cette exposition présente quatre artistes qui contribuent, par leurs approches artistiques, à cette réflexion et cette prise de conscience.
les photographes Rachael Talibart et Henley Spiers, les graveurs Hélène Baumel et Jean Chièze.

Château de Lourmarin
2 avenue Laurent Vibert
84160 Lourmarin
04 90 68 15 23
www.chateaudelourmarin.com

► Jusqu'au 16 juin

EXPOSITION 
"JEANNE COQUARD" 

Portraits d’enfants et d’amis, peints au fil des jours et des saisons, dans la lumière changeante qui traverse sa maison toujours ouverte, peuplent l’œuvre de Jeanne Coquard qui partagea sa vie avec le peintre Jean-Claude Imbert (1919-1993).

Musée Louis Vouland
17 rue Victor Hugo
84000 Avignon
04 90 86 03 79
www.vouland.com

► Jusqu'au 31 décembre 

EXPOSITION 
"CIRCUIT COURT"

Une exposition sous le signe du "local", et du mouvement. Paysages, scènes de la vie quotidienne, portraits et natures mortes, peintres des 19e et 20e siècles liés à Avignon ou sa région, œuvres issues de collections particulières des environs d'Avignon et du musée Vouland. 

Musée Louis Vouland
17 rue Victor Hugo
84000 Avignon
04 90 86 03 79
www.vouland.com

89 - Yonne

► Le 26 mai

ACTIVITÉS SENSORIELLES 
"VIN ET PARFUM"

La Cité des Climats et vins de Bourgogne vous fait plonger pendant 2h dans un univers olfactif unique mêlant dégustation de vin et art de la parfumerie. Au programme : découverte des arômes des vins, dégustation sensorielle, création de son propre parfum, et plus encore.(Alternative pour les mineurs et les non-buveurs d'alcool).

Cite de Beaune
https://reservation.citeclimatsvins-bourgogne.com

Lieux:
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