Inauguration du laboratoire Géodynamo : un dispositif rare pour comprendre les variations du champ magnétique terrestre

- communiqué de presse

Lundi, 20 octobre 2003

L'équipe Géodynamo du laboratoire de géophysique interne et tectonophysique (LGIT, CNRS-Université Joseph Fourier) de Grenoble a conçu l'un des rares dispositifs expérimentaux au monde destinés à simuler la dynamo(2) terrestre à l'origine du champ magnétique de notre planète. Le laboratoire Géodynamo, qui vient d'être construit avec le soutien du ministère de la Recherche et des nouvelles technologies et de l'INSU-CNRS sera inauguré le 24 octobre à Grenoble(3). Il abrite un modèle réduit de noyau d'une planète. Une sphère métallique contenant du sodium liquide, mise en rotation rapide, permettra l'étude de l'écoulement en présence d'un champ magnétique. Ce sont toutes les gammes de variations d'un champ magnétique produit dans de telles conditions qui seront étudiées, afin de mieux comprendre les variations du champ magnétique terrestre qui demeurent une énigme.

Le champ magnétique terrestre est l'un des plus grands mystères de la géophysique. Connu depuis plus de 2000 ans, mesuré depuis 300 ans par des observatoires et depuis quelques décennies par des satellites, le champ magnétique terrestre varie perpétuellement dans l'espace et au cours du temps sans que l'on sache précisément pourquoi. Ces variations, douces ou brusques, peuvent aller jusqu'à un renversement complet du champ lorsque le pôle nord passe au sud et inversement, ce qui s'est produit de très nombreuses fois au cours de l'histoire de la Terre. Si on sait bien que le champ est généré par les mouvements du métal en fusion qui constitue le noyau liquide de la Terre, on ne connaît pas suffisamment la nature exacte de ces mouvements, ni les paramètres qui les régissent pour expliquer toutes les observations faites par les géophysiciens depuis 300 ans.

Pour aller au-delà des observations et de la théorie, les scientifiques spécialistes de la question tentent de reproduire la dynamo terrestre et les mécanismes qui engendrent le champ magnétique et ses fluctuations de petites et grandes échelles, soit par le calcul et la modélisation numérique, soit par l'expérimentation. C'est ainsi que l'équipe Géodynamo du LGIT a conçu l'un des rares dispositifs expérimentaux au monde utilisant une sphère en rotation contenant du sodium liquide. Le sodium liquide est conducteur. Mis en mouvement, il doit générer par effet dynamo du courant électrique qui induit du champ magnétique. Pour observer cet effet dynamo en laboratoire, une expérience de grande taille est nécessaire (quelques m3). Dans une première étape, une maquette de quelques dizaines de litres a été construite. Ce projet a nécessité la construction d'un laboratoire spécifique qui sera inauguré le 24 octobre prochain à Grenoble. Le nouveau laboratoire Géodynamo abrite un modèle réduit de noyau d'une planète. Il s'agit d'une sphère métallique de 40 cm de diamètre dont la rotation peut atteindre 2000 tr/min. Pour avoir une meilleure compréhension de ce système, il est prévu de cartographier le champ de vitesse du sodium liquide dans la sphère, les courants électriques et le champ magnétique.

L'enjeu de ce laboratoire va bien au-delà de la compréhension du seul champ magnétique terrestre. Il concerne tous les objets naturels où règne un effet dynamo : les galaxies, les étoiles, les autres planètes. Même dans notre vie de terriens nous ne connaissons pas toutes les interactions entre le champ magnétique et notre environnement proche et lointain. Ainsi, par exemple, le fait que nous soyons dans une période où l'intensité du champ magnétique diminue, rend vraisemblablement notre environnement lointain plus perméable aux particules chargées venant de l'espace, principalement du soleil, contre lesquelles la magnétosphère nous protège comme un bouclier. Certaines grandes pannes électriques survenues en Amérique du nord ont un lien avec cette protection moins efficace de la magnétopshère face à l'émission des particules des taches solaires. En tout cas les scientifiques cherchent dans ce sens. Ainsi une meilleure connaissance de la production du champ magnétique au cœur de la Terre, de l'origine de ces variations, telle que l'apportera le laboratoire Géodynamo, peut aussi déboucher sur la compréhension d'autres phénomènes concernant notre environnement.

Installé sur le campus de l'Université Joseph Fourier, le laboratoire Géodynamo a été financé par l'action concerté incitative "Système Terre" du ministère de la Recherche et des nouvelles technologies et le programme "Intérieur de la Terre"(1) de l'INSU.

Note(s): 
  1. Le programme "Intérieur de la Terre" s'est arrêté en 2002 pour laisser place au programme DyETI : Dynamique et Evolution de la Terre Interne
  2. Processus par lequel les mouvements d'un fluide conducteur d'électricité produisent un champ magnétique
  3. Inauguration vendredi 24 octobre 2003 à 10h30, Maison des Géosciences - 1381 Rue de la Piscine. Domaine Universitaire St Martin d'Hères - Gières

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