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L’effet dynamo en laboratoire
Le magnétisme de la plupart des étoiles et planètes, y compris la Terre, est engendré par ’effet dynamo’, c’est-à-dire la régénération auto-entretenue d’un champ magnétique grâce aux mouvements turbulents d’un fluide conducteur de l’électricité, par exemple le fer liquide dans le noyau terrestre.
Au cours des dernières années, les expériences de laboratoire sont devenues un élément essentiel de la recherche sur l’effet dynamo, complétant à la fois les observations et la théorie.
Durant cet exposé, après avoir rappelé les concepts de la magnétohydrodynamique et de l’effet dynamo, je passerai en revue les principaux résultats de l’expérience VKS (Von Karman Sodium), conçue pour engendrer un effet dynamo dans un écoulement turbulent de métal liquide.
Dans cette expérience, 150 litres de sodium liquide sont mis en mouvement dans une cuve cylindrique par la contra-rotation de deux disques co-axiaux. Lorsque la rotation des disques est suffisamment rapide, un champ magnétique dipolaire, aligné avec l’axe de rotation, est engendré par effet dynamo. En outre, de nombreux régimes très différents sont observés, comme des inversions chaotiques de la polarité du champ très similaires aux renversements géomagnétiques, des oscillations périodiques, ou encore des configurations hémisphériques rappelant le champ magnétique de Mars. Ces différents comportements seront décrits dans le cadre de modèles théoriques simples. Enfin, je présenterai les perspectives actuelles pour la prochaine génération d’expérience dynamo.
