A la recherche des modes de gravité (étude de la dynamique du cœur solaire)

Cette thèse traite de l'étude de la dynamique de la zone radiative du Soleil. Le profil de rotation dans la partie centrale du Soleil est encore mal connu alors que le coeur représente plus de 50% de la masse solaire. Pour une vision globale de l'évolution des étoiles, nous voulons mettre des contraintes sur les processus dynamiques ayant lieu dans le Soleil. Nous avons emprunté plusieurs voies pour cette étude: la modélisation, la mise au point et l'étude d'un nouvel instrument, les observations et les inversions de la rotation. Une meilleure compréhension de la dynamique solaire nécessite la détection des modes de gravité. Pour cela, un prototype technologique construit au CEA (GOLF-NG) a pour but de valider des points techniques et de préparer une mission scientifique. Nous avons étudié le photodétecteur et l'instrument complet. Nous montrons sa faisabilité ainsi que son bon fonctionnement en observant la résonance des différents canaux. En attendant que cette mission prenne jour, l'analyse des données de GOLF, à bord de SoHO, nous a permis de détecter un candidat mode de gravité et d'observer la signature des modes de gravité dipolaires. Ce travail a en particulier bénéficié d'une approche théorique sur les fréquences de ces modes. Nous montrons l'impact de différents processus et quantités physiques sur ces prédictions. Enfin, les processus dynamiques au sein du Soleil étant mal contraints, nous avons étudié l'impact de l'ajout d'un ou plusieurs modes de gravité dans les inversions sur les profils de rotation extraits. Enfin, nous donnons des contraintes sur les observations afin d'obtenir une information non négligeable sur le profil de rotation dans le cœur.This thesis is dedicated to the study of the dynamics of the solar radiative zone through gravity modes. Though the core represents more than 50% of the solar mass, we still do not have an accurate vision of the rotation profile in the very inner part of the Sun. To understand the evolution of stars, we try to put constraints on dynamic processes. Several paths have been followed in this thesis to tackle this issue: solar modeling, the study of a new instrument, observations and inversions of the rotation. The necessity of the detection of gravity modes is driven by the will for a better comprehension of the solar dynamics. With a technological prototype built at the CEA (GOLF-NG), we want to validate a few technical points and prepare the scientific mission which aim will be to detect these gravity modes. We studied first the photodetector and then the whole instrument response. We show the feasibility of the instrument. The observation of the resonance in all the channels proves that it works the way we expected. However, before this mission takes place, the analysis of GOLF data enabled us to detect one gravity-mode candidate as well as the signature of dipole gravity modes. This work benefited from a more theoretical approach on the prediction of gravity-mode frequencies. We show the influence of several physical processes and quantities. Finally, as the dynamical processes in the Sun are not well constrained, we tried to understand the impact of the introduction of one and several gravity modes on the inferred rotation profiles. We also tried to give constraints on the observations so that we could obtain some information on the rotation profile in the core.ORSAY-PARIS 11-BU Sciences (914712101) / SudocSudocFranceF