Projet fin d’études méthode du diagramme en anneaux

LISTE DES FIGURES
LISTE DES TABLEAUX
INTRODUCTION
1 GÉNÉRALITÉS SUR LE HÉLIOSÉISMOLOGIE
1.1 STRUCTURE DU SOLEIL
1.2 BREF HISTORIQUE
1.3 LES OSCILLATIONS SOLAIRE
1.3.1 Équations de base
1.3.2 Linéarisation des équations
1.3.3 Nature des modes
1.4 HÉLIOSISMOLOGIE GLOBALE
1.5 HÉLIOSISMOLOGIE LOCALE
1.5.1 Le diagramme en anneaux
1.5.2 Héliosismologie Temps-Distance
1.5.3 L’Holographie Acoustique
2 LA MÉTHODE DU DIAGRAMME EN ANNEAUX
2.1 HISTORIQUE
2.2 NATURE DE SPECTRE DE PUISSANCE
2.3 INFLUENCE DES FLUX DE VITESSEE
2.4 MODELISATION DU SPECTRE PUISSANCE
2.5 SIMULATION
2.5.1 Simulation avec un anneau
2.5.2 Simulation avec 05 anneaux
2.6 INVERSION & ESTIMATION DES DIFFÉRENTS PARAMÈTRES
3 TRAITEMENT ET ANALYSE DES DONNÉES
3.1 LES DONNÉES
3.1.1 Les instruments
3.1.2 Description des différentes étapes de traitement de données
CONCLUSION GÉNÉRALE
BIBLIOGRAPHIE
A ANNEXES

Rapport PFE, mémoire et thèse avec la catégorie HÉLIOSÉISMOLOGIE

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STRUCTURE DU SOLEIL

Le Soleil est une source de lumière et de chaleur pour la vie sur Terre. Le Soleil est une étoile naine jaune qui se compose de 74 % d’hydrogène, de 24 % d’hélium et d’une fraction d’éléments plus lourds. Le Soleil tire son énergie de réactions de fusions nucléaire qui transforment, dans son noyau, l’hydrogène en hélium, et se trouve dans un état d’équilibre hydrostatique.
Au centre : Au centre du Soleil se trouve le noyau où auront lieu les réactions thermonucléaires. La  température peut aller jusqu’à 14 000 000 K avec une pression de 150 109 bar. Le noyau se limite à 1/4 du rayon du Soleil. Toute la chaleur (énergie) produite ou émise par le soleil provient de cette zone.

HÉLIOSISMOLOGIE GLOBALE

L’héliosismologie c’est la science qui étudie les vibrations solaires. C’est un outil très puissant qui nous fournit beaucoup d’information sur la structure solaire( rotation, température, la densité…etc). On peut observer les oscillations à la surface du Soleil par deux méthodes. La première consiste à mesurer les variations de la luminosité de l’étoile. En effet l’oscillation de la surface de l’étoile due aux ondes acoustiques influe sur sa luminosité. Cette méthode est utilisée à bord du satellite SOHO par l’instrument VIRGO. La seconde technique est la spectroscopie qui permet d’observer les mouvements de la surface en mesurant les variations de vitesse radiale. On observe les raies spectrales d’absorption de manière très fine et on mesure leur décalage Doppler qui correspond aux variations de vitesses radiales. Ces vitesses sont cependant très petites et occasionnent donc des décalages très faibles et très difficiles à détecter. Ils ne dépassent parfois pas un cent millième de la largeur des raies étudiées. A bord de SOHO, l’instrument d’imagerie MDI mesure les ondes les plus superficielles (déformation locale) tandis que l’instrument GOLF détecte les modes les plus pénétrants.

HÉLIOSISMOLOGIE LOCALE

L’objectif de l’héliosismologie locale est d’obtenir des informations en trois dimensions sur la structure et la dynamique sous la surface du Soleil dans une région locale à partir des observations d’oscillations solaires. Les grandeurs physiques d’intérêt comprennent les flux, les variations de vitesse du son ..etc.
Les principales techniques de l’héliosismologie locale sont : Le Diagramme en anneaux ( Ring-Diagram), Temps Distance (Time-Distance), et l’Holographie Acoustique (helioseismic holography).

Le diagramme en anneaux

Cette technique a été proposée par Gough et Toomre en 1983, F. Hill en 1988. Elle consiste à appliquer la transformée de fourier tridimensionnelle sur des régions locales du soleil, à partir des séries de données chronologiques qui sont obtenues des divers instruments d’observation. Ce passage des données Dopplerogrammes en (x, y, t) aux données fréquentielles nous fournit le spectre de puissance en (kx, ky, ω). kx, ky sont respectivement les vecteurs d’ondes selon x et y, et ω est la fréquence d’oscillation. Ce spectre de puissance est représenté sous forme de superposition de trompettes dans le plan tridimensionnel.
Des coupes transversales appliquées à cette superposition de trompettes à des fréquences ω spécifique, nous donne le diagramme en anneaux dans le plan (kx, ky). Les anneaux sur le diagramme corresponddent aux modes propres d’oscillation à la surface du soleil à une fréquence donnée. Les anneaux obtenus sont consentriques selon l’axe des fréquence ω, mais pas forcément
symétriques. Ceci montre qu’il y’a présence de flux d’écoulement ou d’inhomogénéités locales à cette région. Car en l’absence de tout écoulement ou bien d’inhomogénéités locales, les anneaux seront concentriques, mais également symétriques par rapport au centre. L’analyse de la forme et du déplacement de la position de ces anneaux par rapport à une position symétrique des anneaux, nous donne des informations sur le flux de l’écoulement solaire et les propriétés thermodynamiques sous la photosphère su soleil.

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