Planetary magnetospheres and aurorae

Durée

30h Th, 15h Pr

Nombre de crédits

Enseignant

Bertrand Bonfond, Denis Grodent

Coordinateur

Denis Grodent

Langue(s) de l'unité d'enseignement

Langue anglaise

Organisation et évaluation

Enseignement au deuxième quadrimestre

Horaire

Horaire en ligne

Unités d'enseignement prérequises et corequises

Les unités prérequises ou corequises sont présentées au sein de chaque programme

Contenus de l'unité d'enseignement

Magnetosphères et aurores planétaires

Les aurores polaires ne sont pas l'apanage de la Terre. Elles apparaissent également sur les autres planètes et d'autres objets de notre système solaire, voire d'autres systèmes planétaires. Ces émissions fantomatiques sont la manifestation la plus impressionnante de l'interaction permanente entre les planètes et leur environnement spatial. Dans la plupart des cas, cette interaction résulte du couplage Soleil-Magnétosphère-Ionosphère. D'autres types de couplage existent et sont tout aussi efficaces pour produire des aurores.
Nous explorerons le système solaire à la recherche de ces couplages.

Une grande partie du cours est dédiée à l'expérience de la Planeterrella. Cette expérience permet d'illustrer de nombreux aspects de la physique des plasmas appliquée aux aurores et magnétosphères planétaires. Les étudiants auront l'occasion de manipuler celle-ci dans le cadre des travaux pratiques. L'examen final inclura une présentation (individuelle) des résultats de cette expérience (par groupe).

Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) de l'unité d'enseignement

Liste de sujets abordés pendant le cours

Introduction générale
Dipôle magnétique
Le vent solaire
Le plasma magnétosphérique
L'héliosphère
Mouvements des particules dans un plasma magnétisé
Champs magnétiques planétaires
Les courants de la magnétopause
Le processus auroral
Le fonctionnement de la Planeterrella
Magnétosphère et aurores planétaires dans le système solaire (Jupiter, Saturne, ...)

Savoirs et compétences prérequis

Corequis : SPAT0055 (ou SPAT0048)
(Il pourrait être utile de suivre les cours SPAT0001, SPAT0029)
 

Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement

Problèmes et Travaux pratiques

Les étudiants auront l'occasion de réaliser l'expérience de la Planeterralla, qui est un simulateur d'aurores et de configurations magnétosphériques. Avec le matériel mis à leur disposition, ils pourront vérifier des lois telles que la loi de Paschen et déterminer l'origine des émissions aurorales (avec un spectromètre multi-canaux). Un rapport individuel de cette expérience sera présenté à l'examen oral. 

 

Mode d'enseignement (présentiel, à distance, hybride)

Combinaison d'activités d'apprentissage en présentiel et en distanciel


Explications complémentaires:

Une version enregistrée (MP4) de tous les cours est disponible sur Vimeo (liens fournis).
S'il n'est pas possible d'organiser des séances de travaux pratiques basés sur l'utilisation de la planeterrella, ces travaux de groupe seront remplacés par l'analyse individuelle d'un article à sélectionner dans une liste mise à disposition des étudiants. Ces articles sont disponibles sur eCampus au format pdf.

Supports de cours, lectures obligatoires ou recommandées

Plate-forme(s) utilisée(s) pour les supports de cours :
- eCampus


Informations complémentaires:

Les présentations actualisées en cours d'année ainsi que des copies de chapitres d'ouvrages de référence sont téléchargeables au format PDF sur eCampus.

Modalités d'évaluation et critères

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation orale


Informations complémentaires:

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation orale

- En distanciel

évaluation orale

Explications complémentaires:

L'examen oral consiste en la présentation du rapport individuel de l'expérience de la Planeterrella, en français ou en anglais. Les étudiants ont de l'ordre de 15 minutes pour présenter le contenu de leur rapport, ce qu'ils en ont retenu, et de tenter de faire le lien avec la matière présentée au cours.

Des questions seront posées à propos du rapport ET de la matière vue au cours. L'évaluation sera basée sur :

- la maîtrise du contenu présenté (20%),

- la mise en évidence de liens avec le cours (15%),

- la qualité et le soin de la présentation (15%) et

- la pertinence des réponses aux questions (50%).

 

En cas d'examen oral à distance, utilisation de MS Teams (solution alternative).

 

Stage(s)

Remarques organisationnelles et modifications principales apportées au cours

La présence aux cours présentiels est fortemenet recommandée.
Toutes les vidéos disponibles au téléchargement sur eCampus ou Vimeo doivent être vues.

Contacts

Prof Denis Grodent

Laboratoire de Physique Atmosphérique et Planétaire

Space sciences, Technologies and Astrophysics Research (STAR) Institute

Université de Liège
Institut d'Astrophysique et de Géophysique
Quartier AGORA (B5c)
Allée du Six Août, 19C 
B-4000 Liège, Belgium

d.grodent@uliege.be

Bureau : B5c (Astrophysique et Géophysique) - 0/5

Association d'un ou plusieurs MOOCs

Notes en ligne