Fabrice Mottez

Sommaire

Directeur de recherches au CNRS au Laboratoire Univers et THéories (LUTH), à l'Observatoire de Paris.


Conférences publiques à venir

-inscriptions ouvertes- Cycle de conferences « Astronomie : avancées récentes et grands projets » à Versailles

Coordination du cycle, et participation avec deux conférences (les 27 novembre 2018 et 2 avril 2019) sur les aurores polaires et sur les sursauts radio rapides (fast radio bursts). Le cycle comprend 12 conférences du 2 octobre 2018 au 16 avril 2019. On s'inscrit pour la totalité du cycle. Plus d'informations sur le site de l'Université Inter-Ages de Versailles.

-9 octobre 2018- Fête de la science, conférence publique au lycée Descartes à Tours, "Les relations agitées de la Terre et du Soleil révélées par les aurores polaires".

le mardi 9 Octobre 2018, à 18h30. Salle Senghor, 1bis rue de la Préfecture, Tours. Avec Centre Science et la Société Astronomique de Touraine.

-20 octobre 2018- Conférence au Festival de la Lune à Saint Viaud, en Loire Atlantique.

Sur le thème des aurores polaires, le samedi 20 Octobre 2018, dans l'après-midi, Festival organisé par le Club Orion, de Saint Viaud.

- 9 février 2019- Deux conférences dans le cadre "Les sciences des livres" à Chenevière sur Marne et Le Perreux sur Marne.

Sur le thème des aurores polaires, le samedi 9 février 2019, à 11h00 à la médiathèque de Chennevière-sur-Marne et à 15h00 à la médiathèque du Perreux-sur-Marne, Festival organisé par l' Association Science Technologie Société .

Pour tout savoir (ou presque) sur les aurores polaires.

Dans les régions proches des cercles polaires, le ciel nocturne offre de fabuleux spectacles. Avec un peu de chance et une météo clémente, les visiteurs y admirent de grands voiles colorés danser d'un horizon à l'autre. Ce sont les aurores polaires, aussi appelées aurores boréales dans l'hémisphère Nord, et aurores australes dans l'hémisphère Sud. Quelle est l'origine de ces gigantesques parades lumineuses ?

Il a fallu attendre l'avènement de l'ère spatiale pour acquérir les premiers indices fiables sur leur origine. En effet, bien que les aurores se manifestent à moins de 400 kilomètres au-dessus de nos têtes, elles sont issues d'un phénomène qui englobe l'environnement lointain de la Terre, jusqu'à plus de 100 000 kilomètres de distance.

Le moteur des aurores est un vent peu dense et très rapide provenant du Soleil, qui a des relations agitées avec le champ magnétique de notre planète ! Mais aujourd'hui encore, de fausses explications circulent sur les aurores.

Dans cet ouvrage, je traque les idées reçues. Page après page, j'explique la machinerie invisible et silencieuse, mais turbulente et brusque, à l'origine des aurores. L'ouvrage est abondamment illustré de figures explicatives et de photographies d'aurores, depuis celles prises les pieds dans la neige avec un simple appareil photo, à celles issues de caméras spécialisées embarquées à bord de sondes spatiales.

Paru le 26 mai 2017. 25 euros.

Ouvrages pour le grand public

"2012 Scénarios pour une fin du monde" par Didier Jamet et Fabrice Mottez. Ed Belin, 2009.

Répondant aux questions des internautes sur le site internet "Ciel des hommes", le journaliste Didier Jamet et moi avons reçu des dizaines de questions sur la rumeur de fin du monde en 2012. Nous avons alors décidé d'y répondre avec un livre avec de vrais morceaux de science dedans. En 2013, la rumeur est passée (d'autres suivront) mais la science décrite dans le livre est toujours d'actualité.

Mangas sur l'environnement de la Terre
""Une aurore, qu'est-ce que c'est ?" et "Qu'est-ce que le champ géomagnétique ?"

Deux mangas japonais, dessinés par Hayanon, traduits (de l'anglais) par Fabrice Mottez. (Projet CAWSES). Cliquer sur les images pour les télécharger (11 Mo).


Une théorie pour les impulsions radio rapides (FRB)

Dans les
actualités de l'Observatoire de Paris

Depuis leur découverte en 2007, les impulsions radio rapides (5 millisecondes) restent très mystérieuses pour les astronomes. Elles semblent provenir de galaxies situées à des centaines de millions d'années lumière, et il est difficle de comprendre quel phénomène pourrait causer des ondes radio observables de si loin. Plusieurs théories ont été proposées, faisant intervenir des collisions d'étoiles, mais les signaux radio devraient alors être accompagnés d'émissions à d'autres longueurs d'onde, qui n'ont pas été observés. Avec Philippe Zarka, je propose une autre explication, liée aux pulsars. Elle fait intervenir des compagnons en orbite en interaction avec le vent du pulsar. Des effets relativistes permettraient d'expliquer comment on peut voir une telle source aux très grandes distance, tout en expliquant la relative rareté des FRB. Ce modèle prévoit que des impulsions radio sont émises du même objet avec la période orbitale du compagnon. Depuis la publication de notre modèle, des FRB se répétant ont été observés, mais leurs répétitions ne se produisent pas de manière périodique. Seraient-ils produits par un essaim de compagnons ?


Ouvrage pour étudiants et spécialistes

"Collisionless Plasmas in Astrophysics", Gérard Belmont, Roland Grappin, Fabrice Mottez, Filippo Pantellini, Guy Pelletier, Editions Wiley, ISBN : 978-3-527-41074-3, 422 pages, 2013.

Collisionless Plasmas in Astrophysics examines the unique properties of media without collisions in plasma physics. Experts in this field, the authors present the first book to concentrate on collisionless conditions in plasmas, whether close or not to thermal equilibrium. Filling a void in scientific literature, Collisionless Plasmas in Astrophysics explains the possibilities of modeling such plasmas, using a fluid or a kinetic framework. It also addresses common misconceptions that even professionals may possess, on phenomena such as "collisionless (Landau) damping". Abundant illustrations are given in both space physics and astrophysics.




Domaines d'activité scientifique

Magnétosphère des pulsars, interaction avec les compagnons de pulsars

Etude des processus dans la magnétosphère des pulsars. Etude des interaction entre le vent d'un pulsar et des objets en orbite. Application aux sursauts radio rapides (FRB) et aux pulsars extrêmement intermittents.

Processus radiatifs dans les magnétosphères de pulsar

Production de paires électron-positron par collision de photons gamma avec les photons thermiques du pulsar: on tient compte de l'anisotropie de la distribution des photons thermiques. Calcul du rayonnement de particules chargées les long de lignes de champ magnétiques courbes (synchrocourbure) dans le formalisme de l'électrodynamique quantique (QED). Ces études ont été menées dans le cadre de la thèse de Guillaume Voisin.

La vie pas si simple des aurores boréales et australes.

Ci-dessous, quelques présentations générales, pour étudiants et chercheurs non spécialistes.

Processus d'accélération dans les magnétosphères de la Terre et de Jupiter

Simulation numérique de processus d'accélération dans la zone aurorale de la Terre. Interaction d'une onde d'Alfvén avec un gradient de densité dans la zone aurorale.

Emissions radio de Jupiter, interactions entre Jupiter et son satellite Io.

Acclération des électrons dans la magnétosphère jovienne au voisinage du satellite Io, lien avec les sursauts radio milliseconde et les aurores au pied du tube de champ d'Io. Travaux menés dans le cadre de la thèse de Sébastien Hess.

Plasmas spatiaux : Modèles cinétiques des discontinuités tangentielles

Développement de modèles théoriques, analytiques, cinétiques (équations de Maxwell-Vlasov) d'équilibres tangentiels. Ces modèles sont applicables aux cavités de plasma de la zone aurorale, et à des équilibres rencontrés dans la queue de la magnétosphère terrestre.

Physique fondamentale des plasmas

Effet Landau : on peut le redémontrer sans recours aux concepts étranges de "vitesse dans le plan complexe" généralement invoqués. Co-auteur de l'ouvrage universitaire Collisionless Plasmas in Astrophysics.

Simulation numérique des plasmas spatiaux

Développement et utilisation de codes de simulation particulaire des plasmas non collisionnels. Code PIC électromagnétique implicite ou explicite 2D pour des plasmas magnétisés. Code PIC explicite perfurbatif (code "delta f").

Turbulence et petites structures cohérentes dans la magnétosphère

Structures cohérentes dans la queue, déclenchées par une instabilité de double faisceau électronique. Une source possible pour le bruit électrostatique à large bande.

Développement instrumental

Des contributions modestes.


Physique des plasmas

Quelques calculs fondamentaux pouvant être utiles pour la physique des plasmas. Ils concernent principalement les plasmas chaud et peu denses (non collisionnels) que l'on rencontre dans les magnétosphères, le vent solaire, le milieu inter-planétaire...

On y trouve une petite introduction générale, des choses sur les équations de Maxwell dans les plasmas, quelques développement asymptotiques utiles (pas forcément triviaux), et des choses sur les équations fondamentales, MHD, multifluides etc. On trouve aussi un chapitre sur les champs et les coordonnées dipolaires, quelques ordres de grandeur (très incomplet),et un formulaire général.

en format pdf (il manque quelques rares images)

en format postscript.


Autres publications


Administration de la recherche



Enseignement, activités éducatives, vulgarisation

Space Bus Maroc 2016

Pendant trois semaines, un camion équipé d'une salle de conférence, et une équipe d'astronomes du Maroc et de l'Observatoire de Paris ont silloné les routes du Maroc à la rencontre du public. Treize mille personnes dans 17 villes ont ainsi été rencontrées. Activités : conférences de tous niveaux, de l'école élémentaire à la formation des enseignants, en passant par les clubs. Découverte des instruments de l'astronomie. Observations du Soleil et du ciel nocturne (planètes et quelques objets du ciel profond). J'y étais du 20 au 29 octobre 2016.



Spacebus, Sénégal 2015

Durant le mois de mars 2015, la Caravane de l'Espace organisée par l'Association Sénégalaise pour la Promotion de l'Astronomie (ASPA) a silloné le Sénégal afin de présenter l'astronomie et les sciences. L'opération était en partenariat avec l'Observatoire de Paris. J'ai participé à la dernière semaine, à Dakar et ses environs.



Enseignement, activités éducatives, vulgarisation (suite)


Diffusion des connaissances sur la Toile

Quelques exemples d'articles sur la Toile :


Quelques images photographiées depuis 2017, pour le plaisir :

Cliquer sur "afficher l'image" pour agrandir.


Nébuleuse planétaire M27.
58 images de 30 secondes,
au foyer d'un télescope Meade 203mm. Iso 1000.
La Bernerie en Retz, été 2017.

Constellation dela Croix du Sud et la nébuleuse obscure du sac à charbon.
5 poses de 3minutes,
avec un téléobjectif (zoom) réglé à 100 mm.
Anysberg, Little Karoo, Afrique du Sud, Déc 2017.
à la fin

région de la Nébuleuse Eta Carène
3 images de 3 minutes
Téléobjectif 100mm
Anysberg, Little Karoo, Afrique du Sud.

La même région de la Nébuleuse Eta Carène
annotée.

Deneb et la nébuleuse NGC 7000
29 images de 30 secondes, Téléobjectif 85 mm
Composante verte de l'image. Iso 1000.
La Bernerie en Retz.

La Lune, premier quartier
2 images de 1/100 s et traitement en ondelettes
au foyer d'un télescope Meade 203mm.
Région parisienne.

Le grand nuage de Magellan
4 poses de 3 minutes
au téléobjectif 135mm (zoom).
Anysberg, Little Karoo, Afrique du Sud.

Le petit nuage de Magellan, et les amas globulaires
47 Toucan (à droite du nuage) et NGC 362 (au dessus).
6 poses de 3 minutes au téléobjectif 135mm (zoom).
Anysberg, Little Karoo, Afrique du Sud.

La galaxie M81
140 poses de 30s, ISO 20K
au foyer d'un Schmidt Cassegrain 200mm.
Valdrôme durant l'Astrociel 2018 (SAF).

Lune au télescope de 600mm
23 poses (choisies parmi environ 27 poses),
ISO 1000, 500ème de seconde.
Les photos sont réalignées et additionnées.
Un filtrage par ondelettes pour rehausser les contrastes.
Mai 2018, Table équatoriale, Observatoire de Meudon.

Date: octobre 1999. Dernière version : septembre 2018.