Dynamique rotationnelle couplée de la dérive géomagnétique vers l’ouest et de la super-rotation de la graine terrestre

Ce travail de thèse se concentre sur la dynamique rotationnelle du système couplé graine - noyau externe - manteau. La conservation du moment cinétique de notre modèle inclut en effet deux couples électromagnétiques directs aux limites du noyau fluide et un couple gravitationnel à distance entre le noyau interne et le manteau. La dynamique rotationnelle est décrite par quatre cisaillements typiques et étudiés dans des simulations numériques convectives de la géodynamo reproduisant les principales caractéristiques du champ magnétique terrestre et de sa variation séculaire. Cette variation séculaire est principalement représentée par la dérive géomagnétique vers l’ouest de taches de flux magnétique à la CMB, concentrée à l’équateur de l’hémisphère Atlantique, et bien documentée pour les quatre derniers siècles. Nous fournissons des contraintes sur la rotation différentielle du noyau interne en exprimant son lien avec la dérive géomagnétique vers l’ouest. Ceci est réalisé par la formulation et la validation de modèles dynamiques de couples électromagnétiques, qui sont ensuite introduits dans la conservation du moment cinétique du système. Au long terme, le cisaillement global dans le noyau fluide est réparti entre la dérive vers l’ouest et la rotation différentielle de la graine, dans des proportions contrôlées par l’état des couplages. Étant donné qu’une estimation actuelle de ce cisaillement est proche de la vitesse de la dérive géomagnétique vers l’ouest, nous concluons que la moyenne temporelle de rotation différentielle de la graine est proche de zéro. En ce qui concerne ses fluctuations, nous avons observé que l’intensité du couplage gravitationnel est le paramètre dominant. Cette observation place alors une limite sur les fluctuations décennales de la rotation différentielle de la graine, qui ne devraient pas excéder quelques centièmes de degré par an.