Ondes MHD

Nous allons maintenant restreindre l'étude des ondes aux ondes électromagnétiques se propageant dans un plasma homogène infini soumis à un champ magnétique $\vec B_{0}$ avec une pression cinétique $p_{0}$, une densité $\rho_{0}$ et sans gravité. Dans un tel plasma, trois types d'ondes existent : l'onde d'Alfvén, les ondes magnétoacoustiques lentes et rapides. Ces ondes sont appelées les ondes MHD. Les vitesses caractéristiques de ces ondes sont la vitesse d'Alfvén et la vitesse du son.

Le mode d'Alfvén est dû aux forces de tension (vitesse d'Alfvén) et n'est pas associé à des perturbations de pression ou de densité. Les perturbations de vitesse ou de champ magnétique sont transverses à $\vec B_{0}$ et au vecteur d'onde $\vec k$. Dans le cas d'un champ magnétique incliné par rapport au vecteur d'onde, les mouvements des ondes d'Alfvén sont perpendiculaires au plan défini par $\vec B_{0}$ et $\vec k$. Par contre, ce mode ne se propage pas si $\vec B_{0}$ et $\vec k$ sont perpendiculaires.

Les modes magnétoacoustiques lent et rapide sont associés à des perturbations de tension (vitesse d'Alfvén) et de pression (vitesse du son). Le mode lent ne se propage pas lorsque $\vec B_{0}$ et $\vec k$ sont perpendiculaires.

Un développement plus général des ondes MHD est nécessaire pour satisfaire aux conditions solaires. En particulier, il est important de tenir compte des variations de densité et de champ magnétique (plasma non homogène et non isotrope), des ondes existant aux interfaces entre deux plasmas distincts, ou de la gravité. Malheureusement la complexité de ces problèmes oblige à se restreindre à des cas plus simples.

Pour le développement de ce chapitre, nous nous sommes reportés aux ouvrages suivants :

• "Nonlinear Magnetohydrodynamics", Biskamp, D., 1993, Cambridge Monographs on Plasma Physics, Cambridge [England]; New York, NY: Cambridge University Press

  
  
  

• "Physique des plasmas", Delcroix, J.L., Bers, A., 1994, InterÉditions/CNRS Éditions, Paris

  
  
  

• "Solar Magneto-hydrodynamics", Priest, E. R., 1984, Geophysics and Astrophysics Monographs, Dordrecht: Reidel

  
  
  

• "Transport and Energy Conversion in the Heliosphere", 2000, eds. Rozelot, J.P., Klein, L., Vial, J.C., Berlin : Springer