Modélisation d’une dynamo anisotrope fluide

Durée : 5-6 mois

Laboratoire  : ISTerre Grenoble
Encadrant  : Franck Plunian
Contact  : Franck.Plunian univ-grenoble-alpes.fr
Mots clés : effet dynamo, galaxies spirales
Pour postuler : Envoyer un CV, relevés de notes, et une courte lettre de motivation

L’effet dynamo désigne la génération d’un champ magnétique par le mouvement d’un matériau électriquement conducteur. Ce processus est à l’origine des champs magnétiques de la plupart des objets astrophysiques, à commencer par la Terre et le Soleil, et s’étend à des échelles bien plus grandes, telles que celles des galaxies. Reproduire l’effet dynamo en laboratoire a longtemps constitué un défi. Cependant, un nouveau concept facilitant le déclenchement de la dynamo a récemment été développé sur le plan théorique et mis en œuvre expérimentalement. Cette dynamo est dite « anisotrope », car les matériaux qui la composent lui confèrent une conductivité électrique équivalente anisotrope.

Une telle anisotropie pourrait être à l’œuvre au sein des galaxies spirales, en supposant que les courants électriques circulent principalement le long des bras spiraux.

L’objectif de ce stage est de modéliser une dynamo anisotrope au sein d’un fluide en rotation confiné dans une couche cylindrique d’épaisseur très faible, et dont la géométrie s’apparente donc à celle d’une galaxie spirale. Cette étude, principalement numérique, sera réalisée à l’aide du logiciel COMSOL Multiphysique. Le(a) candidat(e) devra être intéressé(e) par les simulations numériques et posséder une solide maîtrise des équations de Maxwell, de Navier-Stokes et de la loi d’Ohm.

Références  :
• Gomez P., Plunian F., Alboussière T., Can the Dynamo of Spiral-arm Galaxies Be Explained by Anisotropic Conductivity ? The Astrophysical Journal, 981, 164 (2025).
• Plunian F., Alboussière T., Fast and furious dynamo action in the anisotropic dynamo, Journal of Fluid Mechanics, 941, A66 (2022).
• Alboussière T., Plunian F., Moulin M., Fury : an experimental dynamo with anisotropic electrical conductivity, Proceedings Royal Society A, 478, 20220374 (2022).
• Plunian F., Alboussière T., Axisymmetric dynamo action is possible with anisotropic conductivity, Physical Review Research, 2, 013321 (2020).