Bayane Michotte de Welle, lauréate du Prix René Pellat 2025
Le prix René Pellat est un prix de thèse décerné par la divisions Plasmas de la Société Française de Physique.
Etude statistique des contraintes globales gouvernant la reconnexion magnétique à la magnétopause terrestre
Bayane Michotte de Welle a effectué sa thèse intitulée « Etude statistique des contraintes globales gouvernant la reconnexion magnétique à la magnétopause terrestre » au Laboratoire de Physique des Plasmas à Palaiseau.
L’objectif principal de la thèse a été d’explorer les propriétés globales de la magnétopause qui régissent les phénomènes de reconnexion et notamment la position de la ligne dite « X », où se produit généralement la reconnexion, en fonction de l’orientation du champ magnétique interplanétaire.
Pour atteindre ce but, Bayane Michotte de Welle a employé une méthodologie très riche, combinant des algorithmes d’apprentissage automatique pour l’analyse statistique de données de mesures du plasma multipoints in-situ, et l’exploitation de modèles magnétosphériques globaux.
Les travaux de Bayane Michotte de Welle ont réussi à combler l’écart entre l’approche locale des mesures in situ, et l’approche globale des simulations numériques. Aucune de ces deux approches n’étant pleinement satisfaisante, ses travaux abordent la problématique de la reconnexion en combinant plus de 20 ans d’observations in situ, de quatre missions spatiales différentes (Cluster, Double Star, Themis et MMS), afin d’extraire les conditions globales de la magnétopause qui conduisent à la reconnexion magnétique.
Le traitement d’un tel volume impressionnant de données a nécessité une connaissance approfondie des instruments et des mesures concernées. De plus, il a fallu pouvoir normaliser des données aux signatures spatio-temporelles variées, liées aux conditions du vent solaire en amont, afin que les paramètres soient comparables entre eux pour une description typique moyenne du système magnétosphérique. Cela a été rendu possible par le développement d’approches innovantes de type « machine learning » pour reconnaitre, extraire et ordonner les segments de données pertinents pour I’objectif recherché, ce qui implique également une compréhension complète de l’environnement plasma et de la physique sous-jacente.
Grâce aux outils développés, Bayane Michotte de Welle a obtenu des résultats cruciaux sur la distribution des paramètres fondamentaux dans la magnétogaine et autour de la magnétopause, tels que le draping et l’intensité du champ magnétique interplanétaire, la densité du plasma, la distribution du maximum de cisaillement magnétique et le taux de reconnexion maximal. L’originalité de ces résultats réside dans le fait que c’est la première fois que ces paramètres globaux sont extraits à partir de contraintes observationnelles, plutôt qu’à l’aide de modèles magnétosphériques globaux, auxquels Bayane Michotte de Welle a confronté ses résultats avec succès. Cette approche a permis de faire fortement progresser la question de la localisation de la reconnexion magnétique à la magnétopause en proposant une nouvelle méthodologie pour positionner la ligne « X » la plus probable avec le taux de reconnexion magnétique maximal.
La qualité du manuscrit et la publication de 4 articles en premier auteur confirment le fait que Bayane Michotte de Welle maitrise totalement les concepts et méthodes qu’elle a développés, attesté également par ses nombreuses présentations orales (dont 3 invitées) dans des conférences internationales. L’originalité de ses travaux innovants, conjuguant apprentissage automatique, statistiques et observations in situ, sera un atout considérable pour l’analyse et la préparation des futures missions terrestres de la communauté, qui toutes sont constituées d’un essaim de satellites en formation et délivreront des données encore plus complexes et en plus grande quantité.