Projet ANR-15-CE31-0001 – HeliSol : Mesure de l'hélicité magnétique dans l'atmosphère solaire
Programme : Défi de tous les savoirs (DS10) 2015
Année de financement : 2015
Coordinateur du projet : Monsieur Etienne PARIAT (Laboratoire d'Etudes Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique)
Montant : 301600.0 euros
Durée : 48 mois
Résumé : Le projet HeliSol est un projet jeune-chercheur en recherche fondamentale sur la physique de l’héliosphère et plus particulièrement sur les relations Soleil-Terre. Son but est d’améliorer notre prévision de l’impact de l’activité solaire sur l’environnement magnétique de la Terre. HeliSol vise au développement d’outils nouveaux pour l’étude et la compréhension du déclenchement d’évènements énergétiques solaires. Il s’attache à étudier une quantité peu exploitée en physique solaire : l’hélicité magnétique. 
L’hélicité magnétique est une des rares quantités conservées au sein de la magnétohydrodynamique (MHD), le paradigme physique dans lequel sont généralement étudiées les régions d’activité du Soleil. Des résultats théoriques, analytiques et observationnels préliminaires semblent indiquer que l’hélicité magnétique joue probablement un rôle clef dans l’activité solaire. Néanmoins les mesures de cette quantité ont été jusqu’alors limitées du fait de leur complexité inhérente. En s’appuyant sur de nouvelles méthodes robustes de mesure  de l’hélicité, le projet HeliSol s’attachera à étudier de manière approfondie cette quantité dans l’atmosphère solaire directement à partir d’observations ainsi qu’à l’aide de simulations numériques MHD 3D de pointe.
D’un point de vue observationnel, HeliSol exploitera les cartes de champ magnétiques obtenues par des missions spatiales actuelles (e.g., Solar Dynamics Observatory, Hinode) afin de déterminer le flux d’hélicité magnétique à travers la surface du Soleil. Parallèlement des méthodes de reconstruction 3D du champ magnétique solaire seront utilisées pour mesurer l’hélicité magnétique des régions actives.  Ces deux types de mesure permettront de caractériser les centres actifs solaires en termes d’hélicité, ceci en lien avec leur éruptivité. De plus, HeliSol générera des études numériques poussées  s’appuyant sur des codes de simulations fonctionnant sur les centres de calcul de haute performance nationaux (e.g. CINES). HeliSol étudiera l’accumulation de l’hélicité magnétique dans des simulations de formation des régions actives solaires. Ces études  numériques seront comparées avec les résultats observationnels.  Finalement la dynamique de l’hélicité lors du déclenchement des éruptions solaires sera analysée. HeliSol s’attachera à identifier dans ces simulations numériques la dynamique de l’hélicité magnétique ainsi que l’existence de critères clairs la liant au déclenchement des phénomènes éruptifs. 
HeliSol aboutira au développement théorique et à l’application pratique de nouvelles méthodes de mesure de l’hélicité magnétique dans l’atmosphère solaire. Il générera des études observationnelles et numériques permettant une meilleure compréhension de son rôle sur l’activité solaire. HeliSol vise donc à obtenir des critères permettant de prédire de manière déterministe le déclenchement des éruptions solaires et de permettre une amélioration substantielle de la capacité des centres de prévision à anticiper ces évènements, dont les méthodes sont aujourd’hui uniquement basées sur une approche heuristique. Au-delà de ces applications à la météorologie de l’espace,  HeliSol est un projet de recherche fondamentale qui permettra une meilleure compréhension de la dynamique physique des plasmas, qui composent 99% de la matière visible de notre univers.