Couplages entre les champs de vitesse et électromagnétique : applications au noyau terrestre et à la prospection géophysique

Le noyau terrestre est un grand océan de fer liquide, quelques 3000 km sous nos pieds. Il est le siège d'une dynamo auto-entretenant le champ magnétique au cours du temps. Les mouvements convectifs y sont fortement influencés par la rotation de la Terre via la force de Coriolis, cette dernière favorisant les mouvements parallèles à l'axe de rotation. L'approche expérimentale de la dynamique du noyau terrestre et de la dynamo a connu un développement important depuis la fin des années 90 avec en particulier une série d'expériences à Grenoble. Dans ce cadre, je présenterai lors de cet exposé des mesures expérimentales permettant d'accéder au champ de vitesse de l'écoulement dans les métaux liquides, en particulier via les mesures de vitesses ultrasonores par effet Doppler : la compréhension du couplage entre le champ de vitesse et le champ magnétique est en effet déterminant dans les processus d'induction magnétique. J'aborderai ensuite la recherche expérimentale que je mène au LFCR axée sur la propagation d'ondes mécaniques et électromagnétiques dans les milieux poreux. Il s'agit de reproduire en laboratoire, à échelle réduite, l'analogue de la prospection géophysique multi-physiques de terrain : en jouant sur les conditions limites et les paramètres physiques contrôlables en laboratoire, l'objectif est de tester et d'améliorer la modélisation physique des milieux poroélastiques et de fait la caractérisation des réservoirs géologiques de la proche surface terrestre. Je présenterai les différentes expériences en cours au laboratoire en insistant en particulier sur les mesures du champ de vitesse sismique par vibrométrie laser et sur les mesures du champ électromagnétique accompagnant la propagation d'ondes sismiques dans les milieux poreux. Une analyse quantitative entre des simulations numériques directes des expériences et les mesures expérimentales sera également présentée