ZoRo ; mouvements Zonaux dans un fluide en Rotation

Titre : Détection acoustique de mouvements zonaux dans une sphère en rotation rapide

Laboratoire : ISTerre

Encadrants : Philippe Cardin, Henri-Claude Nataf

Mail : philippe.cardin ujf-grenoble.fr

Mots clés : Jupiter, Noyau, acoustique, expériences de laboratoire

Contexte et objectifs du stage :
La planète Jupiter se reconnait pas les bandes parallèles qui colorent sa surface. Ce stage se place dans la quête de la compréhension de la dynamique de ces vents zonaux. Leurs origines restent mystérieuses. La convection thermique nécessite des mouvements radiaux pour transporter la chaleur et les mouvements zonaux sont inefficaces à transporter la chaleur. Ils sont construits comme un sous produit des mouvements convectifs dans un système en rotation rapide. L’équipe Géodynamo d’ISTerre se lance dans un cycle de modélisation de ces écoulements zonaux (ANR TuDy), car ces mêmes processus sont vraisemblablement à l’œuvre dans les noyaux planétaires. Ce stage va s’appuyer sur un montage expérimental pour mesurer les vents zonaux dans une sphère à l’aide de capteurs acoustiques. L’idée est d’adapter une nouvelle technique de vélocimétrie récemment développée dans notre équipe (en collaboration avec l’Université du Maryland et le groupe d’acoustique d’ISTerre). Il s’agit de détecter les modes acoustiques, c’est-à-dire les modes de résonance du fluide dans la sphère, et de reconstituer l’écoulement zonal grâce à la modification qu’il apporte à ces modes de résonance. Pour cela, nous voulons faire une première série d’expériences de spin-up et spin-down (accélération et décélération de la vitesse de rotation d’ensemble de la sphère).