Sébastien Galtier (physicien)
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| Professeur des Universités |
|---|
| Naissance | |
|---|---|
| Activité |
Astrophysicien, physicien |
| Membre de | |
|---|---|
| Dir. de thèse |
Annick Pouquet |
| Site web | |
| Distinction | Institut Universitaire de France Grand Prix international Cécile DeWitt-Morette de l’Académie des Sciences (2024) |
Sébastien Galtier (né le ) est un physicien théoricien français spécialiste de turbulence, professeur à l’Université Paris-Saclay et membre du Laboratoire de Physique des Plasmas à l’École polytechnique.
Biographie
[modifier | modifier le code]Après avoir soutenu sa thèse de doctorat en astrophysique à l’Observatoire de la Côte d’Azur en 1998, sous la direction d’Annick Pouquet, Sébastien Galtier a été successivement assistant de recherche à l’Institut de Mathématiques de l’Université de Warwick en Angleterre (1999-2000) dans l’équipe d’Alan C. Newell, maître de conférences (2001), puis professeur à l’Université Paris-Sud (2012), et enfin professeur à l’Université Paris-Saclay (2020).
Jeune, il a pratiqué le sport à haut niveau et s’est qualifié pour les championnats de France de semi-marathon et de marathon (meilleurs temps 1h14min et 2h38min en 1997).
Travaux scientifiques
[modifier | modifier le code]Sébastien Galtier a découvert des lois fondamentales de la turbulence dans trois domaines.
– Astrophysique – La plus grande part de la matière visible dans l’univers est ionisée, magnétisée et turbulente. Le modèle de référence pour la décrire est la magnétohydrodynamique (MHD). Les premiers travaux de Sébastien Galtier touchent aux fondements théoriques de la turbulence MHD : on y démontre que le régime faiblement non-linéaire (turbulence d’ondes d’Alfvén) est dominé par des interactions résonnantes à trois ondes pour lequel les solutions exactes (spectres de Kolmogorov-Zakharov) sont données[1]. Il a découvert l’existence d’un nouveau type de solution (pré-stationnaire) qui, depuis, a été observée dans la plupart des écoulements turbulents. Il s’est ensuite intéressé au vent solaire pour lequel il a théorisé l’existence d’un régime de turbulence aux échelles sous-MHD[2], qui a été confirmé par les mesures des sondes spatiales (Agence Spatiale Européenne, NASA).
– Hydrodynamique – La force de Coriolis, due à la rotation de la Terre, influence fortement les mouvements atmosphériques à grande échelle, ce qui complique leur modélisation basée sur les équations de Navier-Stokes. Dans ce cadre, Sébastien Galtier a développé une théorie analytique de turbulence d’ondes inertielles où il démontre que ce régime est caractérisé par une cascade d’énergie directe et anisotrope[3]. Ces prédictions ont depuis été vérifiées en laboratoire et par la simulation numérique directe. Il a ensuite généralisé la loi exacte de Kolmogorov (1941) au cas de la turbulence compressible[4]. Ce travail a ouvert la voie vers une extension aux plasmas astrophysiques, dont une application est la mesure du taux de chauffage[5].
– Cosmologie – Depuis 2016, Sébastien Galtier étudie la turbulence d’ondes gravitationnelles. Ses recherches en relativité générale ont révélé l’existence d’une cascade inverse explosive de l’action d’onde (2017[6], 2021[7]), dont il explore actuellement les conséquences plausibles sur l’univers primordial, à savoir une origine purement non-linéaire du mécanisme d’inflation cosmique qui a donné naissance à l’univers actuel.
Sébastien Galtier a publié plusieurs ouvrages universitaires sur la MHD[8] et la turbulence[9].
Références
[modifier | modifier le code]- S. Galtier, S. V. Nazarenko, A. C. Newell et A. Pouquet, « A weak turbulence theory for incompressible magnetohydrodynamics », Journal of Plasma Physics, vol. 63, no 5, , p. 447–488 (ISSN 0022-3778 et 1469-7807, DOI 10.1017/s0022377899008284, lire en ligne, consulté le )
- Sébastien Galtier, « Wave turbulence in incompressible Hall magnetohydrodynamics », Journal of Plasma Physics, vol. 72, no 05, , p. 721 (ISSN 0022-3778 et 1469-7807, DOI 10.1017/s0022377806004521, lire en ligne, consulté le )
- Sébastien Galtier, « Weak inertial-wave turbulence theory », Physical Review E, vol. 68, no 1, (ISSN 1063-651X et 1095-3787, DOI 10.1103/physreve.68.015301, lire en ligne, consulté le )
- Sébastien Galtier et Supratik Banerjee, « Exact Relation for Correlation Functions in Compressible Isothermal Turbulence », Physical Review Letters, vol. 107, no 13, (ISSN 0031-9007 et 1079-7114, DOI 10.1103/physrevlett.107.134501, lire en ligne, consulté le )
- Supratik Banerjee et Sébastien Galtier, « Exact relation with two-point correlation functions and phenomenological approach for compressible magnetohydrodynamic turbulence », Physical Review E, vol. 87, no 1, (ISSN 1539-3755 et 1550-2376, DOI 10.1103/physreve.87.013019, lire en ligne, consulté le )
- Sébastien Galtier et Sergey V. Nazarenko, « Turbulence of Weak Gravitational Waves in the Early Universe », Physical Review Letters, vol. 119, no 22, (ISSN 0031-9007 et 1079-7114, DOI 10.1103/physrevlett.119.221101, lire en ligne, consulté le )
- Sébastien Galtier et Sergey V. Nazarenko, « Direct Evidence of a Dual Cascade in Gravitational Wave Turbulence », Physical Review Letters, vol. 127, no 13, (ISSN 0031-9007 et 1079-7114, DOI 10.1103/physrevlett.127.131101, lire en ligne, consulté le )
- Sébastien Galtier, Introduction to Modern Magnetohydrodynamics, Cambridge University Press, (ISBN 978-1-107-15865-8 et 978-1-316-66596-1, lire en ligne)
- Sébastien Galtier, Physics of Wave Turbulence, Cambridge University Press, (ISBN 978-1-009-27588-0 et 978-1-009-27589-7, lire en ligne)
Lien externe
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