Dans l'atmosphere solaire apparaissent des structures magnetiques telles que les boucles de regions actives, les filaments-protuberances, ou les sigmoides. Les proprietes de ces structures sont liees aux parametres thermodynamiques (temperature, densite, pression) ainsi qu'a la nature du champ magnetique associe a ces structures. Notre interet s'est porte sur l'etude des filaments qui correspondent a des structures magnetiques dont la masse est plus elevee et la temperature plus froide que le milieu coronal environnant. Pour ce faire, deux methodes d'analyse et de diagnostic ont ete developpees : la reconstruction du champ magnetique coronal tridimensionnel, et l'etude d'ondes magnetohydrodynamiques (MHD) dans les filaments. <br /><br />A partir des mesures du champ magnetique vectoriel au niveau photospherique, la reconstruction du champ magnetique coronal permet de determiner la geometrie et la topologie des tubes de flux caracterisant une region active. En particulier dans le cas etudie, la reconstruction suivant l'hypothese d'un champ sans-force non lineaire a permis de preciser la structure d'un systeme de boucles observe en EUV par EIT/SOHO, et d'un sigmoide observe en rayons X par SXT/Yohkoh. La nature du filament est deduite de la recherche de l'existence de creux magnetiques pouvant maintenir cette structure massive en equilibre dans la couronne. <br /><br />Le spectrometre SUMER/SOHO a fourni des observations de filaments dans ou proche de regions actives qui ont permis d'etudier les variations temporelles du decalage Doppler de la raie de l'helium neutre à 58.4 nm. Utilisant une analyse de Fourier, des frequences caracteristiques ont ete identifiees a des modes d'oscillations d'ondes d'Alfven ou magnetoacoustiques donnant acces a des parametres magnetiques et thermodynamiques du filament. De nouvelles observations obtenues par THEMIS/Tenerife (campagne MEDOC 5) apportent des informations supplementaires sur la dynamique des filaments et sur les ondes MHD dans ces structures.

Dans le contexte de la physique solaire, la complexité de la turbulence magnétohydrodynamique (MHD) et les très petites échelles qu'elle génère nous suggèrent d'aborder le problème du chauffage de la couronne solaire d'une manière statistique. Nous utilisons donc les spectres des champs, les densités de probabilité de structures ou d'événements, ainsi que les fonctions de structure, pour analyser des observations et des simulations numériques, et y détecter des signatures communes de turbulence, d'intermittence, et de chauffage aux petites échelles.<br /><br />Nos simulations numériques modélisent une boucle magnétique de la couronne du Soleil, excitée par les mouvements photosphériques et dans laquelle se propagent des ondes d'Alfvén, qui interagissent entre elles non-linéairement. Le besoin de statistiques impose à ces interactions d'être simplifiées: nous avons choisi de les modéliser par des automates cellulaires dans un premier temps, puis par des shell-models. Les résultats de ces modèles de boucles sont en accord avec les observations, et permettent de comprendre certains effets observationnels. De plus, le modèle basé sur les shell-models, qui comprend une meilleure représentation des termes non-linéaires de la MHD que l'automate cellulaire, montre des signes d'intermittence. L'analyse de ces modèles et de leur comportement en fonction de leurs paramètres donne des informations sur les mécanismes de chauffage de la couronne et des indices sur l'interprétation des observations.<br /><br />Nous exploitons ensuite les champs d'intensité et de vitesse observés par le spectrographe SoHO/SUMER en 1996 dans le Soleil calme. Les statistiques des ces champs, notamment du champ d'intensité (le champ de vitesse étant malheureusement trop bruité) nous informent sur la nature turbulente de la couronne et sur son intermittence.<br /><br />Les écarts entre les estimations par différents auteurs des distributions d'événements observés dans la couronne nous conduisent enfin à nous intéresser aux définitions possibles d'un événement. Après avoir clairement exposé ces définitions, nous les comparons, en utilisant des signaux d'intermittence plus ou moins forte.

Contribution à l'étude magnéto thermo dynamique des protubérances solaires: aspects observationnels et simulation numérique résistive radiative de la formation et de l'équilibre des protubérances en 2D

<p>Thermonuclear fusion is a promising energy source for the future. If an economically efficient thermonuclear reactor would be built it has to be a cheap, safe, and highly productive electric power plant, or, a heating plant.</p><p>The emphasis of this thesis is on the single cell mirror trap with a marginally stable minimum B vacuum magnetic field, the straight field line mirror field, which provides MHD stability of the system, absence of the radial drift even to the first order in plasma β , and a reduced magnetic flux tube ellipticity. Strong density depletion at the mirrors is proposed as a mean to build up a strong potential barrier for the electrons and thereby increase the electron temperature. Conditions to obtain an energy gain factor Q>10 are briefly analyzed. Current coils which could generate the derived magnetic field are proposed. A sloshing ion distribution function is constructed for the three dimensional ‘straight line mirror field’. The gyro centre Clebsch coordinates are found to be a new pair of motional invariants for this magnetic field. The gyro centre Clebsch coordinate invariants can be used to obtain complete solutions of the Vlasov equation, including the diamagnetic drift. These solutions show that the equilibria satisfy the locally omniginuity criterion to the first order in β .</p><p>Contributions of the plasma diamagnetism to the magnetic flux tube ellipticity are studied for the straight field line mirror vacuum magnetic field and a sloshing ion distribution. Computations employing ray tracing have shown that there is a modest increase in the ellipticity, but the effect is small if β <0.2 .</p><p>Adiabatic charged particle motion in general field geometry has been studied. A set of four independent stationary invariants, the energy, the magnetic moment, the radial drift invariant, and the bounce average parallel velocity is proposed to describe adiabatic equilibria. </p>

Control of MHD instabilities using a conducting wall together with external magnetic fields is an important route to improved performance and reliability in fusion devices. Active control of MHD modes is of interest for both the Advanced Tokamak and the Reversed Field Pinch (RFP) configurations. A wide range of unstable, current driven MHD modes is present in the RFP. An ideally conducting wall facing the plasma can in principle provide stabilization to these modes. However, a real, resistive wall characterized by a wall field diffusion time, cannot stabilize the ideal MHD modes unless they rotate with Alfvénic velocity, which is usually not the case. With a resistive wall, the ideal modes are converted into resistive wall modes (RWM) with growth rates comparable to the inverse wall time. Resistive wall modes have been studied in the EXTRAP T2R thin shell RFP device. Growth rates have been measured and found in agreement with linear MHD stability calculations. An advanced system for active control has been developed and installed on the EXTRAP T2R device. The system includes an array of 128 active saddle coils, fully covering the torus surface. Experiments on EXTRAP T2R have for the first time demonstrated simultaneous active suppression of multiple independent RWMs. In experiments with a partial array, coupling of different modes due to the limited number of feedback coils has been observed, in agreement with theory. Different feedback strategies, such as the intelligent shell, the rotating shell, and mode control have been studied. Further, feedback operation with different types of magnetic field sensors, measuring either the radial or the toroidal field components have been compared / QC 20100929

Le problème du transport de moment cinétique dans les disques d'accrétion<br />astrophysiques fait l'objet d'un vif débat depuis maintenant une trentaine<br />d'années. On<br />propose ici une étude de ce transport en considérant plusieurs instabilités<br />pouvant conduire à de la turbulence développée dans les disques. La première<br />instabilité proposée est l'instabilité hydrodynamique sous critique de<br />cisaillement. Une étude numérique de cette instabilité nous permet de montrer<br />que, bien que non détectable dans les simulations, le transport obtenu sera<br />très probablement bien trop faible pour expliquer les observations actuelles.<br />Nous étudions ensuite l'instabilité strato-rotationnelle et nous montrons<br />par un développement analytique que les contraintes sur les conditions aux<br />limites empêchent la formation de cette instabilité dans un vrai disque. Enfin,<br />nous nous intéressons à l'instabilité magnéto-rotationnelle en présence d'effets<br />non idéaux (viscosité et résistivité magnétique). Nous montrons alors que ces<br />effets non idéaux, bien que faibles a priori, ont un fort impact sur<br />l'efficacité de la turbulence finalement engendrée. Ce dernier point montre le<br />rôle que peut avoir la microphysique dans le processus de saturation, et la<br />nécessité d'avoir une modélisation de ces effets afin d'obtenir un<br />modèle de transport cohérent dans les disques d'accrétion.

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Thermonuclear fusion is a promising energy source for the future. If an economically efficient thermonuclear reactor would be built it has to be a cheap, safe, and highly productive electric power plant, or, a heating plant. The emphasis of this thesis is on the single cell mirror trap with a marginally stable minimum B vacuum magnetic field, the straight field line mirror field, which provides MHD stability of the system, absence of the radial drift even to the first order in plasma β , and a reduced magnetic flux tube ellipticity. Strong density depletion at the mirrors is proposed as a mean to build up a strong potential barrier for the electrons and thereby increase the electron temperature. Conditions to obtain an energy gain factor Q&gt;10 are briefly analyzed. Current coils which could generate the derived magnetic field are proposed. A sloshing ion distribution function is constructed for the three dimensional ‘straight line mirror field’. The gyro centre Clebsch coordinates are found to be a new pair of motional invariants for this magnetic field. The gyro centre Clebsch coordinate invariants can be used to obtain complete solutions of the Vlasov equation, including the diamagnetic drift. These solutions show that the equilibria satisfy the locally omniginuity criterion to the first order in β . Contributions of the plasma diamagnetism to the magnetic flux tube ellipticity are studied for the straight field line mirror vacuum magnetic field and a sloshing ion distribution. Computations employing ray tracing have shown that there is a modest increase in the ellipticity, but the effect is small if β &lt;0.2 . Adiabatic charged particle motion in general field geometry has been studied. A set of four independent stationary invariants, the energy, the magnetic moment, the radial drift invariant, and the bounce average parallel velocity is proposed to describe adiabatic equilibria.

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

The subject of this thesis is the numerical simulation of magneto hydro dynamic waves in the neutral current layer. In the first part, attention is described to the description of basic characteristics and Sun. The next section describes introduction to the theory of MHD equations suitable for solution of wave propagation in a neutral current layer. Then we deal with the numerical simulations of fast magnetoacoustic waves in the neutral current layer. The last section is devoted to the results obtained, their analysis and conclusion.