Post-doct en mécanique des fluides géophysiques astrophysiques – Instabilités double diffusives : des planètes aux étoiles à neutrons

L’Institut de physique du globe de Paris

L’IPGP, institut de recherche en géosciences de renommée mondiale affilié au CNRS et établissement constitutif de l’Université Paris Cité, rassemble plus de 500 chercheurs et couvre toutes les disciplines des sciences de la Terre et des planètes à travers l’observation, l’expérimentation et la modélisation à toutes les échelles temporelles et spatiales.

Les thèmes de recherche s’articulent autour de quatre grands axes interdisciplinaires : Intérieur de la Terre et des planètes, Risques naturels, Systèmes terrestres et Origines.

L’IPGP gère également des observatoires certifiés en volcanologie, sismologie, géomagnétisme, gravimétrie et érosion. Ses observatoires permanents surveillent notamment les quatre volcans actifs français situés en Guadeloupe, en Martinique, à La Réunion et à Mayotte (REVOSIMA).

L’institut dispose de ressources informatiques, ainsi que d’installations expérimentales et analytiques de pointe et bénéficie d’un soutien technique de premier ordre. Grâce à son département de formation universitaire et doctorale, l’IPGP propose des programmes en géosciences qui intègrent l’observation, l’analyse quantitative et la modélisation, reflétant la qualité, l’étendue et la diversité thématique des recherches menées par ses équipes.

Cette offre d’emploi est financée par le projet HERMES, lauréat du programme inIdEx 2025–2030 de l’Université Paris Cité, soutenu par l’IPGP en collaboration avec les laboratoires APC et AIM. Ce programme transdisciplinaire a pour but de renforcer les liens entre recherche, formation et diffusion scientifique, pour former une nouvelle génération de chercheurs aux frontières de la Terre et de l’Univers.

L’équipe

Ce projet favorise une nouvelle collaboration entre deux équipes de l’Université Paris Cité, localisée à l’IPGP et à l’UMR AIM.

• L’équipe de l’IPGP est composée de Thomas Gastine () et Alexandre Fournier (). Thomas Gastine est le principal d2veloppeur du code MagIC (github.com/magicsph/magic), qui sera utilisé pour les simulations. Alexandre Fournier est responsable scientifique du service de calcul haute performance de l’IPGP, S-CAPAD. Ensemble, ils ont déjà encadré la thèse de doctorat de Théo Tassin et possèdent une expertise de longue date en modélisation des intérieurs planétaires.
• L’équipe de l’UMR AIM est composée de Raphaël Raynaud () et Jérôme Guilet (). Ils ont adapté le code MagIC pour modéliser différents types de dynamos dans des proto-étoiles à neutrons.

Missions

Ce projet vise à étudier la dynamique et les conséquences de la convection double-diffusive dans des contextes géophysiques et astrophysiques. La convection en doigts de sel est un type d’instabilité double-diffusive qui se produit en présence d’un gradient thermique stabilisant et d’un gradient de composition déstabilisant. Initialement étudiée en océanographie, cette instabilité est susceptible de se développer dans les noyaux liquides des planètes telluriques comme la Terre ou Mercure, dans les étoiles, les naines blanches, ainsi que dans les proto-étoiles à neutrons (où elle forme des doigts de neutrons analogues aux doigts de sels océaniques). Ce type de convection thermo-solutale entraîne un transport de chaleur et de composition qui modifie la structure et l’évolution des planètes et des étoiles. Dans le contexte des proto-étoiles à neutrons, les doigts de neutrons peuvent augmenter la luminosité des neutrinos, jouant un rôle dans le mécanisme d’explosion des supernovas, et peuvent également générer des champs magnétiques intenses expliquant les champs de surface des étoiles à neutrons. Jusqu’à présent, la convection en doigts de sel a .t. principalement .tudi.e

via des mod.les num.riques cart.siens locaux et seul un petit nombre de simulations a été éffectuée en géométrie sphérique, pertinente pour les objets astrophysiques. Etant donné que la rotation et le champ magnétique jouent un rôle dynamique crucial dans les intérieurs planétaires et stellaires, le projet a pour objectif d’explorer l’impact de ces effets sur la convection en doigts de sel en géométrie sphérique.

Activités

Le ou la postdoctorant(e) effectuera des simulations 3D sphériques globales de convection en doigts de sel à l’aide du code open-source MagIC, un solveur pseudo-spectral utilisant une parallélisation hybride MPI-openMP pour résoudre les équations de la MHD en géométrie sphérique dans l’approximation de Boussinesq.

• Il ou elle commencera ses travaux à l’IPGP sur l’effet de la rotation sur la convection en doigts de sel en régime purement hydrodynamique. Il ou elle réalisera une étude paramétrique pour dériver des lois d’échelle qui permettront d’estimer l’efficacité du transport induit par la convection en doigts de sel. Ces simulations numériques permettront également d’étudier l’impact de la rotation sur la formation de vents zonaux.
• Il ou elle étendra ensuite ses recherches aux cas magnétisés au sein de l’équipe AIM. Le premier objectif consistera à étudier l’effet de différentes configurations de champ magnétique imposé. Le second objectif consistera à évaluer la capacité dynamo de ces écoulements dans des régimes de paramètres encore non explorés dans la littérature actuelle.

Compétences attendues

• Formation spécifique : mécanique des fluides, magnétohydrodynamique, calcul intensif
• Outils informatiques : Fortran, Python
• Qualités professionnelles : rigueur, autonomie, capacité de collaboration

Contraintes

• Horaires : temps plein
• La personne recrutée sera accueillie pendant les 12 premiers mois à l’IPGP, puis les 12 mois suivants à l’UMR AIM. Le suivi du projet sera assuré régulièrement et conjointement par les deux équipes tout au long de la durée du projet.

Formation et expérience nécessaires

• Diplôme : thèse
• Expérience souhaitée : mécanique des fluides incompressibles avec application en géophysique et/ou astrophysique, magn.tohydrodynamique, calcul intensif, m.thodes pseudo-spectrales

Modalités de candidature

• CV et lettre de motivation à adresser à et
• 2 contacts obligatoires pour l’entretien
• Les entretiens commenceront en novembre 2025
• Le poste reste ouvert jusqu’à ce qu’il soit pourvu