![\"Image_projet\"](\"https:\/\/sites-lira.obspm.fr\/helisol\/files\/2016\/03\/Image_projet-300x145.jpg\")
<\/p>\nLe projet HeliSol est un projet jeune-chercheur en recherche fondamentale sur la physique de l\u2019h\u00e9liosph\u00e8re et plus particuli\u00e8rement sur les relations Soleil-Terre. Son but est d\u2019am\u00e9liorer notre pr\u00e9vision de l\u2019impact de l\u2019activit\u00e9 solaire sur l\u2019environnement magn\u00e9tique de la Terre. HeliSol vise au d\u00e9veloppement d\u2019outils nouveaux pour l\u2019\u00e9tude et la compr\u00e9hension du d\u00e9clenchement d\u2019\u00e9v\u00e8nements \u00e9nerg\u00e9tiques solaires. Il s\u2019attache \u00e0 \u00e9tudier une quantit\u00e9 peu exploit\u00e9e en physique solaire : l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique.<\/p>\n
L\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique est une des rares quantit\u00e9s conserv\u00e9es au sein de la magn\u00e9tohydrodynamique (MHD), le paradigme physique dans lequel sont g\u00e9n\u00e9ralement \u00e9tudi\u00e9es les r\u00e9gions d\u2019activit\u00e9 du Soleil. Des r\u00e9sultats th\u00e9oriques, analytiques et observationnels pr\u00e9liminaires semblent indiquer que l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique joue probablement un r\u00f4le clef dans l\u2019activit\u00e9 solaire. N\u00e9anmoins les mesures de cette quantit\u00e9 ont \u00e9t\u00e9 jusqu\u2019alors limit\u00e9es du fait de leur complexit\u00e9 inh\u00e9rente. En s\u2019appuyant sur de nouvelles m\u00e9thodes robustes de mesure de l\u2019h\u00e9licit\u00e9, le projet HeliSol s\u2019attachera \u00e0 \u00e9tudier de mani\u00e8re approfondie cette quantit\u00e9 dans l\u2019atmosph\u00e8re solaire directement \u00e0 partir d\u2019observations ainsi qu\u2019\u00e0 l\u2019aide de simulations num\u00e9riques MHD 3D de pointe.<\/p>\n
D\u2019un point de vue observationnel, HeliSol exploitera les cartes de champ magn\u00e9tiques obtenues par des missions spatiales actuelles (e.g., Solar Dynamics Observatory, Hinode) afin de d\u00e9terminer le flux d\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique \u00e0 travers la surface du Soleil. Parall\u00e8lement des m\u00e9thodes de reconstruction 3D du champ magn\u00e9tique solaire seront utilis\u00e9es pour mesurer l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique des r\u00e9gions actives. Ces deux types de mesure permettront de caract\u00e9riser les centres actifs solaires en termes d\u2019h\u00e9licit\u00e9, ceci en lien avec leur \u00e9ruptivit\u00e9. De plus, HeliSol g\u00e9n\u00e9rera des \u00e9tudes num\u00e9riques pouss\u00e9es s\u2019appuyant sur des codes de simulations fonctionnant sur les centres de calcul de haute performance nationaux (e.g. CINES). HeliSol \u00e9tudiera l\u2019accumulation de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique dans des simulations de formation des r\u00e9gions actives solaires. Ces \u00e9tudes num\u00e9riques seront compar\u00e9es avec les r\u00e9sultats observationnels. Finalement la dynamique de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 lors du d\u00e9clenchement des \u00e9ruptions solaires sera analys\u00e9e. HeliSol s\u2019attachera \u00e0 identifier dans ces simulations num\u00e9riques la dynamique de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique ainsi que l\u2019existence de crit\u00e8res clairs la liant au d\u00e9clenchement des ph\u00e9nom\u00e8nes \u00e9ruptifs.<\/p>\n
HeliSol aboutira au d\u00e9veloppement th\u00e9orique et \u00e0 l\u2019application pratique de nouvelles m\u00e9thodes de mesure de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique dans l\u2019atmosph\u00e8re solaire. Il g\u00e9n\u00e9rera des \u00e9tudes observationnelles et num\u00e9riques permettant une meilleure compr\u00e9hension de son r\u00f4le sur l\u2019activit\u00e9 solaire. HeliSol vise donc \u00e0 obtenir des crit\u00e8res permettant de pr\u00e9dire de mani\u00e8re d\u00e9terministe le d\u00e9clenchement des \u00e9ruptions solaires et de permettre une am\u00e9lioration substantielle de la capacit\u00e9 des centres de pr\u00e9vision \u00e0 anticiper ces \u00e9v\u00e8nements, dont les m\u00e9thodes sont aujourd\u2019hui uniquement bas\u00e9es sur une approche heuristique. Au-del\u00e0 de ces applications \u00e0 la m\u00e9t\u00e9orologie de l\u2019espace, HeliSol est un projet de recherche fondamentale qui permettra une meilleure compr\u00e9hension de la dynamique physique des plasmas, qui composent 99% de la mati\u00e8re visible de notre univers.<\/p>\n
HeliSol est un projet de recherche fondamental portant sur la physique de l\u2019H\u00e9liosph\u00e8re et plus particuli\u00e8rement sur les relations Soleil-Terre. Les objectifs de ce projet concernent l\u2019am\u00e9lioration de notre compr\u00e9hension de l\u2019impact de l\u2019activit\u00e9 du Soleil (e.g. \u00e9ruption solaires) sur l\u2019environnement \u00e9lectromagn\u00e9tique de la Terre. HeliSol conduira \u00e9ventuellement au d\u00e9veloppement de nouveaux outils permettant d\u2019\u00e9tudier, de simuler et de pr\u00e9dire le d\u00e9clanchement des \u00e9jections de masse coronales qui impactent r\u00e9guli\u00e8rement la Terre. HeliSol s\u2019attachera pour cela \u00e0 mieux comprendre le r\u00f4le de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique lors des \u00e9ruptions solaires.<\/p>\n
L\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique est un des rares invariants de la magn\u00e9tohydrodynamique (MHD), le paradigme physique dans lequel sont g\u00e9n\u00e9ralement \u00e9tudi\u00e9s les \u00e9ruptions solaires. HeliSol permettra de d\u00e9velopper une nouvelle mani\u00e8re d\u2019\u00e9tudier les \u00e9ruptions en se basant sur le principe physique solide de la conservation de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique. Cette quantit\u00e9 ne pouvant \u00eatre simplement dissip\u00e9e, il a \u00e9t\u00e9 conjectur\u00e9 que la conservation de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique est la raison d\u2019\u00eatre de l\u2019existence des \u00e9jections de masse coronales. Des r\u00e9sultats observationnels ant\u00e9rieurs sugg\u00e8rent que l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique est un \u00e9l\u00e9ment n\u00e9cessaire au d\u00e9clenchement des \u00e9ruptions solaires. Des r\u00e9sultats num\u00e9riques montrent aussi que l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique influence directement la dynamique du m\u00e9canisme au c\u0153ur des \u00e9ruptions solaires\u00a0: la reconnexion magn\u00e9tique.<\/p>\n
Il existe n\u00e9anmoins un verrou majeur qui a, jusqu\u2019ici, fortement diminu\u00e9 et ralenti les recherches portant sur l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique\u00a0: la difficult\u00e9 de mesurer effectivement cette quantit\u00e9. L\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique n\u2019est pas une grandeur physique classique. Cette quantit\u00e9, li\u00e9e au nombre de liens du math\u00e9maticien F. Gauss, est une quantit\u00e9 non-locale qui permet de quantifier le niveau d\u2019entortillement des lignes de champ magn\u00e9tique. Sa mesure n\u00e9cessite de connaitre la g\u00e9om\u00e9trie 3D des lignes de champ magn\u00e9tiques. Or dans l\u2019atmosph\u00e8re solaire le champ magn\u00e9tique n\u2019est observ\u00e9 et mesur\u00e9 r\u00e9guli\u00e8rement qu\u2019au niveau de la surface solaire. L\u2019\u00e9tude de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique en physique solaire n\u00e9cessite ainsi d\u2019utiliser des mod\u00e8les et des m\u00e9thodes indirectes.<\/p>\n
L\u2019\u00e9quipe scientifique impliqu\u00e9e dans le projet HeliSol a r\u00e9cemment d\u00e9velopp\u00e9 plusieurs m\u00e9thodes innovantes permettant de mesurer de mani\u00e8re consistante l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique dans un jeu de donn\u00e9es 3D, de mesurer plus pr\u00e9cis\u00e9ment le flux de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 \u00e0 travers une surface, ainsi que cartographier la distribution 3D de cette quantit\u00e9. Ceci permet d\u00e9sormais d\u2019\u00e9tudier l\u2019h\u00e9licit\u00e9 et de r\u00e9pondre \u00e0 quatre questions centrales li\u00e9es \u00e0 sa physique dans l\u2019atmosph\u00e8re solaire\u00a0: Comment l\u2019h\u00e9licit\u00e9 est elle inject\u00e9e et s\u2019accumule t\u2019elle dans l\u2019atmosph\u00e8re solaire\u00a0? Comment mesurer de mani\u00e8re plus pr\u00e9cise cette quantit\u00e9 dans les diff\u00e9rentes couches de l\u2019atmosph\u00e8re solaire\u00a0? Comment \u00e9volue l\u2019h\u00e9licit\u00e9 lors des violentes \u00e9ruptions solaires\u00a0? Est-il possible de construire un proxy bas\u00e9 sur l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique permettant la pr\u00e9diction effective et d\u00e9terministe des \u00e9ruptions solaires\u00a0? La r\u00e9ponse \u00e0 ces questions constitue l\u2019objectif du projet HeliSol.<\/p>\n
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Le travail effectu\u00e9 dans le cadre du projet HeliSol va se d\u00e9composer en trois grands lots de travaux fortement li\u00e9s. Ces ensembles de travaux sont distribu\u00e9s en fonction des m\u00e9thodes mises en \u0153uvre pour mesurer l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique, et du domaine physique d\u2019\u00e9tude.\u00a0\u00a0 Alors que chaque ensemble de taches permettra de r\u00e9pondre \u00e0 des questions sp\u00e9cifiques propres, d\u2019autres objectifs scientifiques de HeliSol n\u00e9cessiteront une coordination des m\u00e9thodes.<\/p>\n
Le premier lot de taches (WP1) portera sur l\u2019\u00e9tude du flux d\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique, en particulier au niveau de la surface solaire. Nous utiliserons les cartes de champ magn\u00e9tique produites par spectro-polarim\u00e9trie par les satellites (Hinode, Solar Dynamics Observatory). A partir de ces cartes nous d\u00e9duirons la vitesse de transport du flux magn\u00e9tique qui nous permettra d\u2019estimer le flux d\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique. Cette m\u00e9thode sera aussi utilis\u00e9e avec les donn\u00e9es des simulations num\u00e9riques (WP2 & WP3). Nous \u00e9valuerons l\u2019influence de la m\u00e9thode de mesure du champ magn\u00e9tique et des vitesses sur la pr\u00e9cision de la mesure de l\u2019h\u00e9licit\u00e9. A partir des reconstructions 3D du champ magn\u00e9tique coronal (WP2), nous utiliserons des m\u00e9thodes de cartographie 3D du flux d\u2019h\u00e9licit\u00e9 pour identifier les r\u00e9gions actives poss\u00e9dant des h\u00e9licit\u00e9s de signe oppos\u00e9 que nous corr\u00e9lerons avec leur \u00e9ruptivit\u00e9. Ceci nous permettra de d\u00e9terminer observationnellement le r\u00f4le de l\u2019annihilation d\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique dans la g\u00e9n\u00e9ration d\u2019\u00e9ruptions plus violentes.<\/p>\n
Le second ensemble de travaux (WP2) portera sur l\u2019\u00e9tude de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique en 3D dans le volume coronal. Nous reconstruirons en 3D (extrapolation) le champ magn\u00e9tique coronal \u00e0 partir des cartes magn\u00e9tiques de la surface solaire (obtenue par le WP1). L\u2019h\u00e9licit\u00e9 dans le volume sera ensuite directement estim\u00e9e gr\u00e2ce aux m\u00e9thodes que nous avons r\u00e9cemment d\u00e9velopp\u00e9es. La comparaison avec le flux d\u2019h\u00e9licit\u00e9 (WP1) nous permettra de mieux comprendre l\u2019accumulation de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 dans les centres actifs observ\u00e9s. Nous utiliserons ce m\u00eame type d\u2019approche avec des simulations num\u00e9riques magn\u00e9tohydrodynamique (MHD) 3D de formation des r\u00e9gions actives solaires (\u00e9mergence de flux). La comparaison des r\u00e9sultats observationnels et des simulations permettra, in fine, une meilleure mod\u00e9lisation de l\u2019apparition et de la structuration magn\u00e9tique des r\u00e9gions actives.<\/p>\n
Le troisi\u00e8me lot (WP3) portera sur l\u2019\u00e9tude sp\u00e9cifique de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique lors des \u00e9ruptions et sa dynamique lors de la reconnexion magn\u00e9tique. WP3 se reposera sur des simulations num\u00e9riques MHD 3D existantes et d\u2019autres sp\u00e9cifiquement produites pour r\u00e9pondre aux objectifs d\u2019HeliSol. Ces simulations seront g\u00e9n\u00e9r\u00e9s avec les codes OHM, d\u00e9velopp\u00e9 au sein m\u00eame de l\u2019\u00e9quipe d\u2019HeliSoL, et ARMS, que nous utilisons avec succ\u00e8s quotidiennement au niveau des centres de calculs de haute performance fran\u00e7ais (Meso-Centre PSL*, CINES). Le WP3 d\u00e9veloppera une nouvelle m\u00e9thode d\u2019analyse de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique\u00a0: l\u2019h\u00e9licit\u00e9 par ligne de champ magn\u00e9tique. Cette nouvelle vue de l\u2019h\u00e9licit\u00e9, en lien avec les WP1 et WP2, nous permettra de suivre la dynamique pr\u00e9cise de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 lors des \u00e9v\u00e8nements actifs et en particulier le transfert de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 vers les structures torsad\u00e9s qui constituent le c\u0153ur des \u00e9ruptions solaires. Nous qualifierons ainsi plus pr\u00e9cis\u00e9ment le domaine de validit\u00e9 de la conservation de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique lors des \u00e9v\u00e8nements \u00e9ruptifs. D\u2019autre part, nous rechercherons ainsi des crit\u00e8res d\u00e9terministes d\u2019\u00e9ruptivit\u00e9s bas\u00e9s sur l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique.<\/p>\n
Ces travaux seront conduits par une \u00e9quipe de recherche restreinte mais tr\u00e8s qualifi\u00e9e du LESIA, en collaboration avec quelques experts internationaux, r\u00e9unissant une expertise compl\u00e8te sur l\u2019ensemble des domaines techniques mis en \u0153uvre, aussi bien observationnels, analytiques que num\u00e9riques.<\/p>\n
Pour une soci\u00e9t\u00e9 qui se repose de plus en plus sur des technologies embarqu\u00e9es dans l\u2019espace , la pr\u00e9vision de l\u2019activit\u00e9 solaire va devenir, comme la m\u00e9t\u00e9orologie terrestre, un enjeu \u00e9conomique majeur. Les connaissances acquises sur la physique des relations Soleil-Terre, constitueront le c\u0153ur de la discipline de la m\u00e9t\u00e9orologie de l\u2019espace \u00e0 laquelle on fera quotidiennement appel dans le futur. Le projet HeliSol est un projet de recherche fondamentale qui s\u2019inscrit dans une strat\u00e9gie de d\u00e9veloppement de pr\u00e9dictions fiables des \u00e9ruptions solaires. A ce jour les centres de pr\u00e9vision utilisent des m\u00e9thodes bas\u00e9es sur une approche heuristique. HeliSol vise \u00e0 obtenir des crit\u00e8res permettant de pr\u00e9dire de mani\u00e8re d\u00e9terministe le d\u00e9clenchement des \u00e9ruptions solaires et d\u2019am\u00e9liorer ainsi de mani\u00e8re substantielle la capacit\u00e9 de ces centres de pr\u00e9vision \u00e0 anticiper ces \u00e9v\u00e8nements. A l\u2019\u00e9chelle de 10-20 ans, HeliSol contribuera donc \u00e0 une meilleure protection des biens produits et utilis\u00e9s par l\u2019industrie spatiale.<\/p>\n
A l\u2019\u00e9chelle des 4 ans, H\u00e9liSol aboutira au d\u00e9veloppement th\u00e9orique et \u00e0 l\u2019application pratique de nouvelles m\u00e9thodes de mesure de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique dans l\u2019atmosph\u00e8re solaire. Il g\u00e9n\u00e9rera des \u00e9tudes observationnelles et num\u00e9riques permettant une meilleure compr\u00e9hension de son r\u00f4le sur l\u2019activit\u00e9 solaire. Les travaux entrepris par H\u00e9liSol permettront de comprendre comment cette quantit\u00e9 \u00e9volue dans l\u2019atmosph\u00e8re Solaire notamment lors des \u00e9ruptions. H\u00e9liSol donnera les moyens de quantifier le lien entre h\u00e9licit\u00e9 magn\u00e9tique et \u00e9ruptivit\u00e9 des r\u00e9gions actives solaires ainsi que son impact sur le m\u00e9canisme naturel au centre des ces \u00e9v\u00e8nements : la reconnexion magn\u00e9tique. Au cours du projet seront aussi d\u00e9velopp\u00e9es de nouvelles m\u00e9thodes et de nouveaux codes de mesure de l\u2019h\u00e9licit\u00e9 qui pourront par la suite \u00eatre employ\u00e9s par l\u2019ensemble de la communaut\u00e9 scientifique. Les simulations num\u00e9riques produites par H\u00e9liSol pourront elles-aussi \u00eatre mise \u00e0 la disposition de la communaut\u00e9 via les Observatoires Virtuels Th\u00e9oriques. Enfin, les r\u00e9sultats th\u00e9oriques d\u2019H\u00e9liSol, bien que centr\u00e9s sur la probl\u00e9matique de l\u2019H\u00e9liosph\u00e8re, pourront s\u2019appliquer \u00e0 d\u2019autres domaines de recherche utilisant le m\u00eame paradigme physique, tels que les plasmas de Tokamaks (e .g. ITER), les exp\u00e9riences avec des m\u00e9taux liquides magn\u00e9tis\u00e9es, et l\u2019ensemble des plasmas naturels o\u00f9 le champ magn\u00e9tique joue un r\u00f4le majeur (atmosph\u00e8res des \u00e9toiles, disques d\u2019accr\u00e9tions, \u2026).<\/p>\n
Les r\u00e9sultats d\u2019H\u00e9liSol seront diss\u00e9min\u00e9s et valoris\u00e9s par une politique soutenue de publication dans des journaux \u00e0 comit\u00e9 de lecture, par leur pr\u00e9sentation \u00e0 des conf\u00e9rences internationales et par des actions de communications envers les m\u00e9dia pour les r\u00e9sultats les plus marquants. Cette d\u00e9marche, couramment entreprise par l\u2019\u00e9quipe d\u2019H\u00e9liSol, permettra de valoriser les r\u00e9sultats scientifiques, non seulement aupr\u00e8s d\u2019une communaut\u00e9 de sp\u00e9cialistes, mais aussi aupr\u00e8s du grand public, afin d\u2019expliquer les enjeux et les forces de la recherche fran\u00e7aise actuelle.<\/p>\n
Finalement, en tant que projet Jeune Chercheur, H\u00e9liSol contribuera \u00e0 solidifier en France une \u00e9quipe de recherche th\u00e9orique dynamique portant la physique de l\u2019activit\u00e9 solaire. La formation de futurs chercheurs, financ\u00e9e dans le cadre d\u2019HeliSol, garantira le d\u00e9veloppement et la p\u00e9rennisation des m\u00e9thodes et r\u00e9sultats de ce projet. Ces chercheurs augmenteront \u00e0 leur tour les capacit\u00e9s fran\u00e7aises dans les futures pr\u00e9visions de m\u00e9t\u00e9orologie de l\u2019espace.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
R\u00e9sum\u00e9 du projet en fran\u00e7ais Le projet HeliSol est un projet jeune-chercheur en recherche fondamentale sur la physique de l\u2019h\u00e9liosph\u00e8re et plus particuli\u00e8rement sur les relations Soleil-Terre. Son but est d\u2019am\u00e9liorer notre pr\u00e9vision de l\u2019impact de l\u2019activit\u00e9 solaire sur l\u2019environnement … Continue reading