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Séminaire général du Département de physique

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La dynamo turbulente : résultats récents du groupe VKS
Stéphan Fauve (ENS)

16 novembre 2006

L’effet dynamo est une instabilité qui permet d’obtenir de l’énergie électromagnétique à partir de travail mécanique. C’est sur ce principe que repose la production d’une grande partie du courant électrique que nous consommons. En 1919, Larmor propose que le champ magnétique du soleil soit engendré par un mécanisme similaire, à partir du mouvement d’un fluide conducteur. Les premières dynamos induites par des écoulements de géométrie contrainte sont observées en 2000. Plusieurs équipes tentent depuis d’obtenir une dynamo à partir d’un écoulement turbulent non contraint.
Après avoir rappelé brièvement le principe de l’expérience initialement proposée à cet effet, je vais décrire les résultats récents obtenus par le groupe VKS (CEA/SPEC/DSM, ENS-Lyon, ENS-Paris). Ces expériences ont été réalisées sur des écoulements de sodium liquide au CEA-Cadarache DEN/DTN.
L’effet dynamo y a été observé récemment dans un écoulement tourbillonnaire turbulent de von Karman. Le nombre de Reynolds cinétique est supérieur à 10^6 et le champ magnétique engendré présente de fortes fluctuations en plus d’une partie cohérente. L’amplitude de l’énergie magnétique locale en fonction du nombre de Reynolds magnétique est en bon accord avec une loi d’échelle proposée précédemment. Les propriétés statistiques des fluctuations permettent d’analyser leur effet sur la bifurcation. Une étude préliminaire montre que différents régimes dynamiques peuvent être obtenus en fonction des paramètres expérimentaux.
En particulier, des renversements aléatoires du champ magnétique ont été observés et leurs propriétés seront discutées.

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Stéphan Fauve Stéphan Fauve (ENS)
Professeur à l’ENS, Laboratoire de physique statistique de l’ENS. Membre de l’Académie des sciences, division des sciences mathématiques et physiques, sciences de l’univers et leurs applications.