L'état de plasma : le feu de l'univers

Auteur(s) :

Lehner, Thierry (1957-....) Découvrir l'auteur

Résumé

Après un rappel historique de la place des plasmas (gaz ionisés) dans l'évolution de la physique, l'auteur, astrophysicien, analyse ce phénomène en décrivant ses propriétés et en explorant les milieux où ils sont présents (flammes, étincelles, foudre, aurores boréales, comètes, soleil, univers). Les recherches actuelles et les applications industrielles sont également abordées.

Éditeur(s)
- Vuibert
Date
- 2004
Notes
- Glossaire. Bibliogr. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- XX-268 p. : ill., couv. ill. en coul. ; 24 cm
Sujet(s)
- Plasmas (gaz ionisés)
ISBN
- 2-7117-5357-3
Indice
- 537.8 Physique des plasmas, magnétohydrodynamique, énergie thermonucléaire
Quatrième de couverture
- Dans l'Antiquité, les Grecs considéraient que les constituants du monde dérivaient de quatre éléments essentiels: la terre, l'eau, l'air et le feu. Il n'est pas difficile de voir dans les trois premiers l'équivalent de nos états solide, liquide et gazeux. Mais l'état physique le plus répandu dans l'Univers - correspondant au feu des Anciens - n'est apparu que récemment et n'a été reconnu par la communauté des physiciens qu'en 1928: c'est le plasma.
  Cet état très étrange - gazeux, électrique, lumineux, impalpable - reste le plus exotique et le plus inattendu. Il a donné naissance aux trois autres états puisque, à l'exception des éléments ultra-légers que sont l'hydrogène et l'hélium, tous ceux qui constituent notre monde (carbone, oxygène, fer, etc.) sont apparus dans ces fourneaux gigantesques, ces monstres de plasma, qu'étaient les premières étoiles.
  La vie elle-même en découle par ricochet, ce qui a permis de dire que nous ne sommes que des «poussières d'étoiles».
  Découvert d'abord en laboratoire, le plasma existe naturellement sur notre planète et sa manifestation la plus connue n'est autre que la foudre. Plus on s'éloigne de notre planète, plus on rencontre cet étrange milieu plasmatique: dans la magnétosphère, le Soleil, les étoiles et les terrifiants corps cosmiques qui semblent se tapir au coeur des galaxies et peupler les confins de l'Univers.
  Jean-Pierre Pharabod, extrait de la préface
Tables des matières
- - L'état de plasma
  - Le feu de l'univers
  - Thierry Lehner
  - Vuibert
  - PréfaceV
  - Avant-propos
    XIX
  - Chapitre 1
  - L'apparition du plasma
    1
  - 1 La «Genèse»1
  - 2 La connaissance de la matière1
  - 3 La notion d'atome2
  - 4 Les quatre éléments d'Aristote3
  - 5 Les briques élémentaires4
  - 6 La physique des gaz à l'ère de l'atomisme4
  - 7 La découverte de l'électron5
  - 8 Le stockage de l'électricité6
  - 9 La pile de Volta7
  - 10 Les décharges électriques dans les gaz8
  - 11 Les apports de l'électrolyse8
  - 12 Les rayons cathodiques9
  - 13 L'électron et l'atomisme10
  - 14 Les rayons positifs ou les ions11
  - 15 Le noyau atomique et les rayonnements11
  - 16 La théorie de l'atome12
  - 17 La «lumière» et la découverte du photon13
  - 18 Les ondes électromagnétiques ou une autre version du photon14
  - 19 L'interaction de la lumière avec les atomes15
  - 20 L'étonnante stabilité de la matière16
  - 21 La physique des plasmas ou la déconstruction des atomes17
  - 22 Le mot plasma18
  - 23 L'époque moderne
    19
  - Chapitre 2
  - L'état de plasma électromagnétique
    21
  - 1 Le quatrième état de la matière21
  - 2 Différents types de «plasmas»23
  - 3 La grande agitation des gaz neutres25
  - 4 L'agitation collective des particules chargées dans le plasma27
  - 5 Comment produire un plasma?28
  - 6 Les interactions collectives dans le plasma31
  - 7 Quelques effets fondamentaux dans les plasmas32
  - 8 Un milieu support d'ondes d'une variété inégalée33
  - 9 Le plasma, un milieu amplificateur34
  - 10 Quelques mouvements simples des particules chargées35
  - 11 Le plasma «réel»38
  - 12 Les plasmas, sources de rayonnement intense39
  - 13 Le rayonnement de freinage40
  - 14 L'émission cyclotronique40
  - 15 Le rayonnement thermique40
  - 16 Des critères pour définir l'état de plasma41
  - 17 Des oscillations à la fréquence de plasma43
  - 18 Abondance et variété des plasmas dans l'Univers44
  - 19 Comment faire des diagnostics dans les plasmas?47
  - 20 La sonde de Langmuir48
  - 21 L'interaction de la lumière avec le champ magnétique50
  - 22 Des diagnostics par spectroscopie50
  - 23 Diffusion de la lumière par le plasma51
  - 24 Des outils de description des plasmas52
  - 25 Les phénomènes de transport
    53
  - Chapitre 3
  - Quelques milieux chauds de la Terre
    59
  - 1 Les milieux «chauds» sur et au voisinage de la Terre60
  - 2 Le feu60
  - 3 Qu'est-ce qu'une flamme?62
  - 4 Les volcans64
  - 5 Les météores et les météorites65
  - 6 Le noyau terrestre66
  - 7 Le champ magnétique du noyau67
  - 8 Un exemple d'ionisation atmosphérique naturelle: la foudre70
  - 9 La compréhension moderne de la foudre70
  - 10 Les recherches actuelles sur la foudre75
  - 11 Le démarrage de la décharge dans le nuage75
  - 12 Le déclenchement artificiel de la foudre76
  - 13 Des phénomènes très bizarres77
  - 14 Les conséquences de la foudre
    78
  - Chapitre 4
  - Les plasmas spatiaux
    81
  - 1 L'atmosphère terrestre et sa stabilité82
  - 2 L'ionosphère85
  - 3 L'effet de couche miroir87
  - 4 La magnétosphère de la Terre88
  - 5 Les ceintures de radiation89
  - 6 La magnétosphère, un bouclier magnétique91
  - 7 La magnétosphère, une bulle quasiment vide91
  - 8 La topologie magnétique92
  - 9 Le plasma ambiant93
  - 10 Des ondes dans la magnétosphère93
  - 11 La convection magnétosphérique95
  - 12 Les sous-orages magnétiques96
  - 13 Cercles ou ovales auroraux et oeufs de plasma98
  - 14 Le rayonnement kilométrique de la Terre99
  - 15 Le courant annulaire au-dessus de nos têtes100
  - 16 Les magnétosphères des autres planètes100
  - 17 Les comètes et leurs chevelures de plasma101
  - 18 Un exemple de collision comète-planète
    103
  - Chapitre 5
  - De plus en plus chaud: le Soleil
    105
  - 1 Comment naissent les étoiles?105
  - 2 Les spectres électromagnétiques107
  - 3 Le spectre des étincelles109
  - 4 Astronomie et plasma solaire110
  - 5 L'intérieur du Soleil ou pourquoi le Soleil «brûle-t-il»?110
  - 6 L'énergie solaire: la fusion nucléaire111
  - 7 Comment franchir le barrage électromagnétique?112
  - 8 Le cycle des réactions nucléaires113
  - 9 Un réacteur nucléaire au rendement médiocre mais très sûr113
  - 10 La pénible progression des photons gamma114
  - 11 Le mystère du flux de neutrinos115
  - 12 Les tremblements internes du Soleil117
  - 13 La dynamo solaire118
  - 14 Les tubes de force magnétique119
  - 15 Les cycles du magnétisme119
  - 16 De la croissance des arbres120
  - 17 L'atmosphère du Soleil121
  - 18 La photosphère121
  - 19 La chromosphère122
  - 20 La couronne solaire123
  - 21 Le vent solaire125
  - 22 Les éruptions ou les coups de colère du Soleil127
  - 23 Le Soleil brillera-t-il éternellement?129
  - 24 Les bienfaits du Soleil130
  - 25 En résumé
    130
  - Chapitre 6
  - Les plasmas d'astrophysique
    131
  - 1 L'Univers à son commencement131
  - 2 Le champ magnétique cosmique134
  - 3 L'origine du champ magnétique cosmique135
  - 4 Les champs magnétiques stellaires136
  - 5 L'effet dynamo stellaire136
  - 6 Plasmas et astrophysique137
  - 7 Les étoiles138
  - 8 Le Soleil dans la séquence des étoiles139
  - 9 Le milieu interstellaire140
  - 10 Les novae142
  - 11 Les prodigieuses explosions des supernovae143
  - 12 La supernova de l'ère paléolithique145
  - 13 Les étoiles à neutrons146
  - 14 Le pulsar147
  - 15 Les trous noirs et leur voisinage de plasma dense148
  - 16 L'accrétion par les étoiles et les trous noirs150
  - 17 Les quasars152
  - 18 Des mécanismes purement plasma autour des objets cosmiques154
  - 19 Le plasma gravitationnel en dynamique stellaire et galactique
    154
  - Chapitre 7
  - La quête d'une énergie future: la fusion thermonucléaire
    157
  - 1 L'origine de l'énergie nucléaire158
  - 2 La fusion thermonucléaire160
  - 3 Comment réaliser la fusion?162
  - 4 Les principales approches retenues164
  - 5 La fusion par confinement magnétique165
  - 6 Les configurations fermées166
  - 7 Le confinement du plasma chaud168
  - 8 Le chauffage du plasma169
  - 9 Le redoutable problème des instabilités170
  - 10 Comment lutter contre la pression du plasma?170
  - 11 Les pertes d'énergie171
  - 12 L'injection de tritium sur le JET175
  - 13 Le projet ITER175
  - 14 La fusion par confinement inertiel176
  - 15 La fusion par faisceaux de particules180
  - 16 L'attaque indirecte181
  - 17 L'absorption des photons laser
    183
  - Chapitre 8
  - Chaos et turbulence dans les plasmas
    189
  - 1 Les différentes natures du hasard190
  - 2 Le chaos déterministe191
  - 3 Les transitions vers le chaos194
  - 4 La cascade de doublement de période194
  - 5 L'intermittence195
  - 6 La quasi-périodicité195
  - 7 La distinction des mouvements réguliers et chaotiques195
  - 8 La stabilité du système solaire196
  - 9 Dans quelle situation se trouve réellement le système solaire?197
  - 10 La sensibilité aux conditions initiales197
  - 11 Les trajectoires chaotiques des particules chargées197
  - 12 Le chauffage «stochastique»198
  - 13 L'accélération stochastique de Fermi200
  - 14 L'attracteur étrange d'un système dissipatif200
  - 15 Les objets fractals des systèmes hamiltoniens202
  - 16 L'existence des trajectoires202
  - 17 La turbulence205
  - 18 Contrôler le chaos206
  - 19 Une autre vision de l'effet dynamo206
  - 20 La destruction des surfaces magnétiques dans les tokamaks209
  - 21 La turbulence hydrodynamique en astrophysique
    210
  - Chapitre 9
  - Quelques applications des plasmas
    213
  - 1 La propulsion MHD et la propulsion ionique: du satellite à la fusée interstellaire214
  - 2 La conversion d'énergie MHD ou le générateur MHD218
  - 3 Le convertisseur thermoïonique219
  - 4 Les plasmas à l'état solide219
  - 5 Les accélérateurs de particules220
  - 6 Des sources variées de rayonnement cohérent222
  - 7 Les machines «zêta»222
  - 8 Le laser à rayons X223
  - 9 Vers un laser X de taille plus réduite224
  - 10 La séparation isotopique225
  - 11 Les plasmas non neutres et les faisceaux chargés226
  - 12 Le laser à électrons libres226
  - 13 Les plasmas d'électrons et de positrons227
  - 14 Des applications industrielles des plasmas227
  - 15 La gravure et le nettoyage par plasma228
  - 16 Le rôle des plasmas dans la fabrication des photopiles solaires229
  - 17 Une application grand public spectaculaire: les écrans plats230
  - 18 Des réacteurs à plasma pour l'industrie232
  - 19 Le traitement des déchets par un plasma thermique232
  - 20 La stérilisation assistée par plasma froid232
  - 21 Des plasmas pour réduire et contrôler la pollution233
  - 22 Quelques tendances récentes
    233
  - Chapitre 10
  - La recherche moderne en physique des plasmas
    235
  - 1 Des recherches d'actualité236
  - 2 La physique non linéaire des plasmas et les solitons236
  - 3 La «compréhension» de la turbulence à l'aide de structures cohérentes238
  - 4 Des effets de propagation non linéaire avec les impulsions électromagnétiques ultra-courtes239
  - 5 Interaction laser-matière et astrophysique241
  - 6 Des concepts nouveaux dans la fusion thermonucléaire242
  - 7 Des progrès en fusion magnétique243
  - 8 Des propositions supplémentaires244
  - 9 De nouvelles sources de rayonnement X244
  - 10 De nouvelles techniques d'accélération244
  - 11 Des progrès de compréhension et des perspectives dans les plasmas spatiaux245
  - 12 Des thèmes de recherche dans les plasmas d'astrophysique247
  - 13 Le rôle croissant des simulations numériques251
  - 14 Quelques tendances théoriques et expériences de base
    252
  - Conclusion255
  - Bibliographie257
  - Glossaire259
Origine de la notice:
- FR-751131015 ;
- Electre