29 juin-1 juil. 2022 Lyon (France)
Sismologie des planètes gazeuses : apports de l'expérience de laboratoire ZoRo
Henri-Claude Nataf  1@  , Sylvie Su  2@  , Philippe Cardin  3@  , David Cébron  4@  , Philippe Roux  5@  
1 : Institut des sciences de la Terre (ISTerre)
Université Grenoble Alpes, CNRS : UMR5275
2 : Institute of Fluid Dynamics, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Dresden
3 : Institut des sciences de la Terre (ISTerre)
Université Grenoble Alpes, CNRS : UMR5275
4 : Institut des sciences de la Terre (ISTerre)
Université Grenoble Alpes, CNRS : UMR5275
5 : Institut des sciences de la Terre (ISTerre)
Université Grenoble Alpes, CNRS : UMR5275

La sismologie a permis d'imager l'intérieur de la Terre, du Soleil et de nombreuses étoiles. La récente découverte de la signature de modes gravito-acoustiques dans les anneaux de Saturne (Hedman & Nicholson, 2013; Marley, 2014; Dewberry et al, 2021) ouvre la perspective d'un essor de la sismologie des planètes gazeuses.
L'expérience de laboratoire ZoRo que nous avons construite est constituée d'un sphéroïde (rayon équatorial = 0.2m, rayon polaire = 0.19m) empli de gaz qui peut être mis en rotation rapide (jusqu'à 50 tours par seconde). Avec de petits haut-parleurs embarqués, nous excitons des modes acoustiques (de fréquence entre 500 et 5000Hz) que nous enregistrons sur un réseau de 8 microphones embarqués.

Avec ce dispositif, nous avons pu observer les effets de l'ellipticité et de la force de Coriolis sur les modes acoustiques (Su et al, 2020), apportant une confirmation expérimentale à la théorie de Ledoux (1951) et aux approches perturbatives de second ordre de Mehl (2007), pour lesquels nous avons développé un `pipeline' de traitement complet.

Le dispositif permet de générer des écoulements convectifs et de libration. Nous présenterons les résultats obtenus pour les écoulements de libration. Nous avons développé une méthode haute-résolution pour mesurer avec précision (à quelques centièmes de Hertz) le `splitting' des modes dû à l'écoulement. Nous obtenons un très bon accord avec les prédictions de Greenspan (1968).


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