Etude par télédétection de la précipitation aurorale de protons. Morphologie, saisonnalité et influence sur l’ionosphère.

Les recherches décrites dans ces pages portent sur l'étude de l'aurore à protons par télédétection spatiale en ultraviolet lointain. Ce travail s'inscrit dans le cadre de la mission IMAGE, dont l'instrument FUV offre la possibilité d'observer les émissions aurorales dues à la précipitation d'électrons et de protons. L'imageur spectral SI12, construit au Centre Spatial de Liège, donne une image de la raie Lyman-alpha déplacée par effet Doppler produite par la désexcitation de l'hydrogène. Il permet l'observation globale de l'ovale auroral avec une résolution temporelle de 2 minutes. Les données couplées à un modèle de transport et de dégradation d'énergie des particules qui précipitent ont été utilisées pour étudier l'aurore à protons tant d'un point de vue morphologique que d'un point de vue quantitatif.La première étape du travail consistait à valider les observations et à calibrer la méthode développée pour obtenir les flux énergétiques des particules accélérées vers l'atmosphère à partir des taux de comptage SI12. Des comparaisons des observations SI12 et des mesures in situ de particules des satellites NOAA ont montré un désaccord de 50%, qui a été pris en considération dans la suite du travail.J'ai ensuite entrepris une étude statistique des caractéristiques morphologiques de l'ovale protonique. Cette statistique présente un très bon accord avec les études précédentes, bien que celles-ci soient basées sur des mesures locales de la précipitation de protons. Les résultats quantitatifs quant à l'intensité de la précipitation des protons ont montré une variation saisonnière, avec un maximum dans l'hémisphère estival. J'ai également mis en évidence l'influence de l'orientation de la composante nord/sud du champ magnétique interplanétaire et de la pression dynamique du vent solaire sur la précipitation de protons tant au point de vue de l'énergie accumulée durant la phase de croissance, que des processus de déclenchement de leur précipitation et des processus de précipitation eux-mêmes. L'analyse de la dynamique de l'ovale auroral protonique durant les phases de croissance des sous-tempêtes magnétiques a montré que le mouvement vers l'équateur des frontières de l'ovale pouvait être local, global ou une superposition des deux. Ce résultat est interprété comme la combinaison d'un étirement global de la magnétosphère dû à l'influence du vent solaire et d'un étirement local trouvant son origine dans le feuillet de plasma interne à la magnétosphère.Dans la dernière étape du travail, j'ai analysé les conséquences de la précipitation aurorale sur l'ionosphère. J'ai montré que les conductivités de Hall et de Pedersen et leur évolution temporelle pouvaient être déduites de la contribution des trois imageurs ultraviolets à une échelle spatiale globale. Le résultat principal de cette partie montre que la contribution des protons à la puissance et aux conductances aurorales ne peut localement pas être négligée par rapport à celle des électrons.