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Transfert de rayonnement

Par Frédéric Paletou - 4/03/2008

 

Le transfert de rayonnement constitue l’un des outils les plus utiles à l’astrophysique. En effet, dans la très grande majorité des cas, on ne peut accéder à des informations sur la nature physique des astres qu’au travers de l’analyse, à distance, de la lumière que nous en collectons.

 

Le transfert de rayonnement au sein de l’équipe MSS

Cette activité vise à consolider et à accroître un savoir-faire original en matière de développement d’outils de modélisation radiative traitant de "modèles atomiques complexes" (c-à-d, problèmes hors d’équilibre thermodynamique local [ETL] ou encore prise en compte d’effets de redistribution en fréquences) en géométrie multi-dimensionnelle.

  Les travaux en cours concernent le développement de nouveaux codes de transfert radiatif hors-ETL en géométrie 2D, la résolution du problème de transfert reposant sur des processus itératifs de type Gauss-Seidel ou Successive Over-Relaxation (SOR), combinés à des méthodes multi-grilles. Nous venons d’expliciter la mise en oeuvre de la méthode GS/SOR dans le cas de "l’atome à plusieurs niveaux" c-à-d lorsqu’il s’agit de résoudre de façon auto-cohérente N (transitions permises) équations de transfert de rayonnement avec les équations de l’équilibre statistique (L niveaux atomiques).

  Le passage au cas 2D (en géométrie cartésienne) est largement réalisé ; nous menons actuellement des tests à partir de résultats analytiques originaux fournis par L. Chevallier et B. Rutily à partir du code ARTY.

  Ce travail est mené dans le cadre de la thèse de Ludovick Léger (2005-2008) qui porte sur l’application de ces nouveaux outils à la modélisation du spectre de l’hélium formé dans les protubérances solaires. Il s’agira de réaliser les premiers calculs de spectres synthétiques de certaines raies de He I (p. ex. 587.6 et 1083 nm) en tenant compte de la structure fine des niveaux atomiques et de leur formation dans des couches 2D isolées et illuminées.

  Une autre étude, démarrée en 2006 en collaboration avec Christophe Peymirat (CESR/OMP), concerne le calcul auto-cohérent de fonctions de redistribution en fréquences hors-ETL inspirée notamment des travaux de J. Oxenius. Il s’agit-là de mener des calculs couplant transfert de rayonnement et théorie cinétique afin de pouvoir quantifier les écarts à une distribution de Maxwell-Boltzmann de la fonction de distribution des vitesses des atomes excités du plasma.


Collaborateurs extérieurs
  • Loïc Chevallier (CAMK, Varsovie - prochainement @ UoK, Lexington, KY, USA)
  • Nicolas Labrosse (U. of Wales, Aberystwyth, UK)
  • Arturo López Ariste (CNRS/UPS 853, THéMIS, Tenerife, Espagne)
  • Bernard Rutily (Observatoire de Lyon, CRAL, France)


Bibliographie

 

 

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