Les ceintures de radiation sont des structures toroïdales de l’environnement spatial voisin de la Terre, peuplées d’électrons et de protons de haute énergie avec une dynamique très variable, fortement couplée avec celle du vent solaire. Le code physique Salammbô développé à l’ONERA depuis les années 90, restitue avec une grande fidélité cette dynamique en se basant sur un modèle d’équation de diffusion. Cependant, les processus multi-échelles et multi-physiques mis en jeu peuvent contraindre sa résolution numérique en impactant sa robustesse numérique et sa stabilité. L'objectif de ce travail de thèse a donc été de lever ces verrous numériques en mettant en œuvre un nouveau cœur numérique pour Salammbô plus adapté aux spécificités de la physique mise en jeu. |
Electron radiation belts are regions surrounding Earth, filled with highly energetic electrons and overlapping the majority of satellite orbits. Their multi-scale and rapidly evolving dynamics are modelled by the mean of a diffusion equation, solved numerically in Salammbô-Electron, the pioneering 3-dimensional code of the radiation belts community. However, due to the highly anisotropic and inhomogeneous studied diffusion, several numerical constraints are induced and may impact,if not treated in the future, the reliability of the code as well as its computational cost. Thus, we present a new implementation of the numerical core that overcomes these challenges and allows a complete physical depiction of the diffusion frame. |