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Doctorat sur le couplage topographique et la dynamique d'ondes dans les noyaux planétaires (H/F)

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Informations générales

Référence : UMR5275-FABCAR-037
Lieu de travail : GRENOBLE
Date de publication : lundi 18 mai 2020
Nom du responsable scientifique : David Cébron
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

En complément des observations magnétiques, la dynamique d'un noyau liquide planétaire peut être étudiée en mesurant la rotation de la planète. Par exemple, à certaines échelles de temps, la dissipation d'énergie dans les noyaux liquides de la Terre et de la Lune est limitée par, respectivement, les mesures VLBI des nutations de la Terre et les mesures LLR de la distance Terre-Lune. Dans les deux cas, les données ne concordent pas bien avec nos modèles actuels de couplage à la frontière noyau-manteau.
Afin d'interpréter ces données, cette proposition de thèse vise à développer un nouveau type de modèles de couplage, où la rotation, la variation de densité, les champs magnétiques et les effets topographiques sont pris en compte simultanément pour calculer l'écoulement et la contrainte sur les frontières solides. Ces nouveaux modèles de couplage seront étudiés à une échelle locale en étendant les travaux de D. Jault (GJI, sous presse), mais aussi à des échelles intermédiaires et globales. Dans ce dernier cas, nous utiliserons des approximations quasi géostrophiques et nous baserons sur les résultats obtenus dans une thèse actuellement en préparation dans notre groupe (collaboration Institut de Géophysique de l'ETH Zürich et ISTerre, Univ. Grenoble Alpes). Des coordonnées adaptées seront utilisées afin d'éliminer les limites des approches de perturbation, ce qui nous permettra également d'étudier la limite pertinente lorsque la topographie est plus grande que la couche limite visqueuse.
Avec ces nouveaux outils à disposition, nous étudierons la dynamique des ondes dans les noyaux planétaires, en particulier l'influence du nombre de Prandtl magnétique Pm, la dynamique du mode de torsion et l'effet d'un manteau conducteur. À terme, nos résultats devraient jeter un nouvel éclairage sur l'interprétation des données de dissipation d'énergie dans les noyaux liquides de la Terre et de la Lune.

Cette thèse est au cœur du projet THEIA (Topographic effects in planetary fluid cores : application to the Earth Moon system) dirigé par D. Cébron et financé par le Conseil européen de la recherche (ERC).

Le/la candidat(e) aura une excellente formation en mécanique des fluides, en physique et/ou en mathématiques appliquées. Il ou elle ne craindra pas la programmation en Python, effectuera des analyses physiques ainsi que des visualisations. Il ou elle fera preuve d'une forte motivation, d'une bonne autonomie et d'une aptitude au travail en équipe. Des connaissances en sciences de la terre seront un plus.

Contexte de travail

Organisée en 9 équipes de recherche, l'objectif scientifique de l'unité mixte ISTerre est l'étude physique et chimique de la planète Terre, tout particulièrement en se concentrant sur les couplages entre les observations des objets naturels, l'expérimentation et la modélisation des processus complexes associés.
L'étudiant(e) travaillera au sein de l'équipe Géodynamo, qui se concentre sur l'étude du champ magnétique terrestre et de la physique du noyau terrestre.

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