Nous savons aujourd'hui que le champ magnetique terrestre est cree au sein du noyau par des processus dynamo. Pour pouvoir comprendre la creation et l'evolution de ce champ nous devons connaitre la dynamique de la partie liquide du noyau terrestre. Le soleil et la lune exercent sur la terre un couple de gravite moyen entrainant un mouvement de precession de l'axe de rotation de notre planete. Comment le noyau liquide reagit-il a ce forcage luni-solaire ? pour pouvoir aborder cette question nous avons considere un modele physique simple constitue d'une cavite remplie d'eau dont nous imposons la vitesse de rotation et la vitesse de precession. La premiere partie de ce travail porte sur une approche numerique du probleme dans le cas particulier d'un conteneur spherique, nous avons pu ainsi etudier le role de la viscosite. Nous montrons en particulier que l'ecoulement laminaire se superposant a la rotation solide du fluide est controle par une couche limite visqueuse localisee au voisinage de la paroi. Une etude detaillee nous a permis d'identifier des lois de comportement asymptotiques pour la vitesse. Dans une seconde partie nous presentons l'experience de precession ciceron au cours de laquelle nous nous sommes attaches d'une part a decrire le mouvement de rotation solide du fluide, d'autre part a caracteriser les differentes transitions de l'ecoulement secondaire vers la turbulence. Nous proposons a l'issue de cette etude experimentale que la principale source d'instabilite soit de type cisaillante. Bien que nos connaissances ne soient pas encore suffisantes pour pouvoir decrire la dynamique du noyau liquide induite par la precession, nous pouvons penser d'apres nos resultats que l'ecoulement n'est certainement pas laminaire. D'autres etudes, notamment experimentales, sont envisagees pour poursuivre ce travail.

NOUS SAVONS AUJOURD'HUI QUE LE CHAMP MAGNETIQUE TERRESTRE EST CREE AU SEIN DU NOYAU PAR DES PROCESSUS DYNAMO. POUR POUVOIR COMPRENDRE LA CREATION ET L'EVOLUTION DE CE CHAMP NOUS DEVONS CONNAITRE LA DYNAMIQUE DE LA PARTIE LIQUIDE DU NOYAU TERRESTRE. LE SOLEIL ET LA LUNE EXERCENT SUR LA TERRE UN COUPLE DE GRAVITE MOYEN ENTRAINANT UN MOUVEMENT DE PRECESSION DE L'AXE DE ROTATION DE NOTRE PLANETE. COMMENT LE NOYAU LIQUIDE REAGIT-IL A CE FORCAGE LUNI-SOLAIRE ? POUR POUVOIR ABORDER CETTE QUESTION NOUS AVONS CONSIDERE UN MODELE PHYSIQUE SIMPLE CONSTITUE D'UNE CAVITE REMPLIE D'EAU DONT NOUS IMPOSONS LA VITESSE DE ROTATION ET LA VITESSE DE PRECESSION. LA PREMIERE PARTIE DE CE TRAVAIL PORTE SUR UNE APPROCHE NUMERIQUE DU PROBLEME DANS LE CAS PARTICULIER D'UN CONTENEUR SPHERIQUE, NOUS AVONS PU AINSI ETUDIER LE ROLE DE LA VISCOSITE. NOUS MONTRONS EN PARTICULIER QUE L'ECOULEMENT LAMINAIRE SE SUPERPOSANT A LA ROTATION SOLIDE DU FLUIDE EST CONTROLE PAR UNE COUCHE LIMITE VISQUEUSE LOCALISEE AU VOISINAGE DE LA PAROI. UNE ETUDE DETAILLEE NOUS A PERMIS D'IDENTIFIER DES LOIS DE COMPORTEMENT ASYMPTOTIQUES POUR LA VITESSE. DANS UNE SECONDE PARTIE NOUS PRESENTONS L'EXPERIENCE DE PRECESSION CICERON AU COURS DE LAQUELLE NOUS NOUS SOMMES ATTACHES D'UNE PART A DECRIRE LE MOUVEMENT DE ROTATION SOLIDE DU FLUIDE, D'AUTRE PART A CARACTERISER LES DIFFERENTES TRANSITIONS DE L'ECOULEMENT SECONDAIRE VERS LA TURBULENCE. NOUS PROPOSONS A L'ISSUE DE CETTE ETUDE EXPERIMENTALE QUE LA PRINCIPALE SOURCE D'INSTABILITE SOIT DE TYPE CISAILLANTE. BIEN QUE NOS CONNAISSANCES NE SOIENT PAS ENCORE SUFFISANTES POUR POUVOIR DECRIRE LA DYNAMIQUE DU NOYAU LIQUIDE INDUITE PAR LA PRECESSION, NOUS POUVONS PENSER D'APRES NOS RESULTATS QUE L'ECOULEMENT N'EST CERTAINEMENT PAS LAMINAIRE. D'AUTRES ETUDES, NOTAMMENT EXPERIMENTALES, SONT ENVISAGEES POUR POURSUIVRE CE TRAVAIL.

A comprehensive look at the mathematics, physics, and philosophy of Henri Poincaré Henri Poincaré (1854–1912) was not just one of the most inventive, versatile, and productive mathematicians of all time—he was also a leading physicist who almost won a Nobel Prize for physics and a prominent philosopher of science whose fresh and surprising essays are still in print a century later. The first in-depth and comprehensive look at his many accomplishments, Henri Poincaré explores all the fields that Poincaré touched, the debates sparked by his original investigations, and how his discoveries still contribute to society today. Math historian Jeremy Gray shows that Poincaré's influence was wide-ranging and permanent. His novel interpretation of non-Euclidean geometry challenged contemporary ideas about space, stirred heated discussion, and led to flourishing research. His work in topology began the modern study of the subject, recently highlighted by the successful resolution of the famous Poincaré conjecture. And Poincaré's reformulation of celestial mechanics and discovery of chaotic motion started the modern theory of dynamical systems. In physics, his insights on the Lorentz group preceded Einstein's, and he was the first to indicate that space and time might be fundamentally atomic. Poincaré the public intellectual did not shy away from scientific controversy, and he defended mathematics against the attacks of logicians such as Bertrand Russell, opposed the views of Catholic apologists, and served as an expert witness in probability for the notorious Dreyfus case that polarized France. Richly informed by letters and documents, Henri Poincaré demonstrates how one man's work revolutionized math, science, and the greater world.

Scientists have made new inroads in the study of the Earth's deep interior. They have forged developments in this fascinating arena using experimental and observational techniques,. including seismology, monitoring of the Earth's rotation, geomagnetism, and accurate measurements of Earth's gravity fields. These techniques along with more theoretica

Cette thèse est une étude théorique et expérimentale de l'écoulement d'un uide dans un cylindre en précession. Elle s'inscrit dans le domaine des écoulements tournants et trouve de nombreuses applications en aéronautique (précession des objets volants avec carburant liquide) et géophysique (inuence de la précession terrestre sur la dynamique du noyau externe). Pour des nombres de Reynolds modérés, l'écoulement d'un uide en précession est une rotation solide à laquelle se superposent des ondes appelées modes de Kelvin. Ces ondes deviennent résonnantes lorsque leur fréquence propre est égale à la fréquence de précession. An de prédire l'amplitude d'un mode de Kelvin résonnant, une théorie visqueuse et faiblement non-linéaire a été développée puis conrmée expérimentalement. Lorsque le nombre de Reynolds augmente, l'écoulement de base devient instable. Des mesures PIV ont montré que cette instabilité est due à une interaction entre le mode forcé par la précession et deux modes de Kelvin libres. Une analyse linéaire de stabilité basée sur un mécanisme de résonance triadique entre modes de Kelvin permet de prédire correctement le seuil et le taux de croissance de l'instabilité. Cette instabilité est saturée par un mode géostrophique créé par l'interaction non-linéaire et visqueuse des modes de Kelvin libres avec eux même. En accord avec les expériences, une théorie faiblement non-linéaire montre que les amplitudes des modes de Kelvin sont stationnaires ou oscillantes (cycles intermittents) en fonction du nombre de Reynolds. Finalement, le point xe des équations non-linéaires (système dynamique à quatre degrés de liberté) prédit correctement l'écoulement moyen à l'intérieur du cylindre, même pour des très grands nombres de Reynolds (i.e. Re > 50000).

L'EFFET THERMODYNAMIQUE EST ETUDIE EXPERIMENTALEMENT DANS LE CAS D'UNE POCHE CAVITANTE, ATTACHEE DANS UN VENTURI, SE DEVELOPPANT DANS UN LIQUIDE THERMOSENSIBLE. CET EFFET SE MANIFESTE PAR UN REFROIDISSEMENT DE LA POCHE PAR RAPPORT A LA TEMPERATURE D'ENTREE DU LIQUIDE QUI EST A DETERMINER EN FONCTION DES CARACTERISTIQUES CAVITANTES DE L'ECOULEMENT. SELON LES MODELES A INTERFACE, CE REFROIDISSEMENT EST CONTROLE PAR LE FLUX THERMIQUE DU LIQUIDE VERS LA POCHE, LUI MEME FONCTION DES PARAMETRES TURBULENTS DU LIQUIDE. DES MESURES LASER DE VITESSE ET DE TURBULENCE AUTOUR DE POCHES ONT DONC ETE REALISEES. POUR LE LIQUIDE THERMOSENSIBLE, LE FORANE 114, LA TEMPERATURE DE POCHE A ETE MESUREE POUR CONNAITRE LE REFROIDISSEMENT REEL ; DES MESURES DE PRESSION ONT EGALEMENT ETE FAITES AFIN DE VERIFIER L'HYPOTHESE D'EQUILIBRE THERMODYNAMIQUE. LES MESURES LASER AUTOUR DE POCHES CAVITANTES EN EAU FROIDE SONT COMPAREES AUX MESURES PRES DE POCHES VENTILEES AFIN DE CARACTERISER LA CAVITATION SANS EFFET THERMODYNAMIQUE, PUIS DES MESURES LASER PRES DE POCHES CAVITANTES AU FORANE PERMETTENT DE SPECIFIER L'ACTION DE L'EFFET THERMODYNAMIQUE. L'EFFET DES PARAMETRES TELS QUE LA VITESSE D'ECOULEMENT, LA LONGUEUR DE POCHE ET, DANS LE CAS DU FORANE, DE LA TEMPERATURE, EST ETUDIEE. A L'EAU, L'ECOULEMENT CONTOURNE LA CAVITE TANDIS QU'AU FORANE, UN DEBIT LIQUIDE ENTRANT DANS LA POCHE EST ESTIME. DES MODELES SIMPLES PERMETTENT DE CALCULER, A PARTIR DES MESURES DANS LE FORANE, LE FLUX CEDE PAR LE LIQUIDE A LA CAVITE, ET LE FLUX NECESSAIRE A UNE CAVITE DE VAPEUR PURE. LA COMPARAISON DES FLUX AINSI QUE LE DEBIT ENTRANT DANS LA CAVITE MONTRENT QUE LA POCHE EST PROBABLEMENT CONSTITUEE D'UN MELANGE DIPHASIQUE ; DANS CE CAS, LE FLUX THERMIQUE CEDE PAR LE LIQUIDE INTERVIENT PEU SUR LE REFROIDISSEMENT ET L'EFFET THERMODYNAMIQUE EST ESSENTIELLEMENT LIE AU TAUX DE VIDE LOCAL