Note publique d'information : L'explosion en supernova gravitationnelle représente le stade ultime de l'évolution
des étoiles massives.La contraction du cœur de fer peut être suivie d'une gigantesque
explosion qui donne naissance à une étoile à neutrons.La dynamique multi-dimensionnelle
de la région interne, pendant les premières centaines de millisecondes, joue un rôle
crucial sur le succès de l'explosion car des instabilités hydrodynamiques sont capables
de briser la symétrie sphérique de l'effondrement.Les mouvements transverses et à
grande échelle générés par deux instabilités, la convection induite par les neutrinos
et l'instabilité du choc d'accrétion stationnaire (SASI),augmentent l'efficacité du
chauffage de la matière par les neutrinos au point de déclencher une explosion asymétrique
et d'impacter les conditions de naissance de l'étoile à neutrons. Dans cette thèse,
les instabilités sont étudiées au moyen de simulations numériques de modèles simplifiés.Ces
modèles permettent une vaste exploration de l'espace des paramètres et une meilleure
compréhension physique des instabilités, généralement inaccessibles aux modèles réalistes.L'analyse
du régime non-linéaire de SASI établit les conditions de formation d'un mode spiral
et évalue sa capacité à redistribuer radialement le moment cinétique.L'effet de la
rotation sur la dynamique du choc d'accrétion est également pris en compte.Si la rotation
est suffisamment rapide, une instabilité de corotation se superpose à SASI et impacte
grandement la dynamique.Les simulations permettent de mieux contraindre l'importance
des modes non-axisymétriques dans le bilan de moment cinétique de l'effondrement du
cœur de fer en étoile à neutrons.SASI pourrait sous certaines conditions accélérer
ou ralentir la rotation du pulsar formé dans l'explosion.Enfin, une étude d'un modèle
idéalisé de la région de chauffage est menée pour caractériser le déclenchement non-linéaire
de la convection par des perturbations telles que celles produites par SASI ou les
inhomogénéités de combustion pré-effondrement.L'analyse de la dimensionnalité sur
le développement de la convection permet de discuter l'interprétation des modèles
globaux et met en évidence les effets bénéfiques de la dynamique tridimensionnelle
sur le déclenchement de l'explosion.
Note publique d'information : A core-collapse supernova represents the ultimate stage of the evolution of massive
stars.The iron core contraction may be followed by a gigantic explosion which gives
birth to a neutron star.The multidimensional dynamics of the innermost region, during
the first hundreds milliseconds, plays a decisive role on the explosion success because
hydrodynamical instabilities are able to break the spherical symmetry of the collapse.Large
scale transverse motions generated by two instabilities, the neutrino-driven convection
and the Standing Accretion Shock Instability (SASI),increase the heating efficiency
up to the point of launching an asymmetric explosion and influencing the birth properties
of the neutron star.In this thesis, hydrodynamical instabilities are studied using
numerical simulations of simplified models.These models enable a wide exploration
of the parameter space and a better physical understanding of the instabilities, generally
inaccessible to realistic models.The non-linear regime of SASI is analysed to characterize
the conditions under which a spiral mode prevails and to assess its ability to redistribute
angular momentum radially.The influence of rotation on the shock dynamics is also
addressed.For fast enough rotation rates, a corotation instability overlaps with SASI
and greatly impacts the dynamics.The simulations enable to better constrain the effect
of non-axisymmetric modes on the angular momentum budget of the iron core collapsing
into a neutron star.SASI may under specific conditions spin up or down the pulsar
born during the explosion.Finally, an idealised model of the heating region is studied
to characterize the non-linear onsetof convection by perturbations such as those produced
by SASI or pre-collapse combustion inhomogeneities. The dimensionality issue is examined
to stress the beneficial consequences of the three-dimensional dynamics on the onset
of the explosion.
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