Postdoctoral en Mécanique des Fluides Géophysiques Astrophysiques H/F - 75

Missions
Ce projet vise à étudier la dynamique et les conséquences de la convection double-diffusive dans
des contextes géophysiques et astrophysiques. La convection en doigts de sel est un type d'instabilité
double-diffusive qui se produit en présence d'un gradient thermique stabilisant et d'un gradient de
composition déstabilisant. Initialement étudiée en océanographie, cette instabilité est susceptible de
se développer dans les noyaux liquides des planètes telluriques comme la Terre ou Mercure, dans
les étoiles, les naines blanches, ainsi que dans les proto-étoiles à neutrons (où elle forme des doigts
de neutrons analogues aux doigts de sels océaniques). Ce type de convection thermo-solutale en-
traîne un transport de chaleur et de composition qui modifie la structure et l'évolution des planètes
et des étoiles. Dans le contexte des proto-étoiles à neutrons, les doigts de neutrons peuvent aug-
menter la luminosité des neutrinos, jouant un rôle dans le mécanisme d'explosion des supernovas,
et peuvent également générer des champs magnétiques intenses expliquant les champs de surface
des étoiles à neutrons. Jusqu'à présent, la convection en doigts de sel a été principalement étudiée
via des modèles numériques cartésiens locaux et seul un petit nombre de simulations a été effectué
en géométrie sphérique, pertinente pour les objets astrophysiques. Étant donné que la rotation et le
champ magnétique jouent un rôle dynamique crucial dans les intérieurs planétaires et stellaires, le
projet a pour objectif d'explorer l'impact de ces effets sur la convection en doigts de sel en géométrie
sphérique.

Activités
Le ou la postdoctorant(e) effectuera des simulations 3D sphériques globales de convection en doigts
de sel à l'aide du code open-source MagIC, un solveur pseudo-spectral utilisant une parallélisation
hybride MPI-openMP pour résoudre les équations de la MHD en géométrie sphérique dans l'approxi-
mation de Boussinesq.
> Il ou elle commencera ses travaux à l'IPGP sur l'effet de la rotation sur la convection en doigts de
sel en régime purement hydrodynamique. Il ou elle réalisera une étude paramétrique pour dériver
des lois d'échelle qui permettront d'estimer l'efficacité du transport induit par la convection en doigts
de sel. Ces simulations numériques permettront également d'étudier l'impact de la rotation sur la
formation de vents zonaux.
> Il ou elle étendra ensuite ses recherches aux cas magnétisés au sein de l'équipe AIM. Le premier
objectif consistera à étudier l'effet de différentes configurations de champ magnétique imposé. Le
second objectif consistera à évaluer la capacité dynamo de ces écoulements dans des régimes de
paramètres encore non explorés dans la littérature actuelle.