Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers

Le code BUL est un code d’intégration orbitale permettant  calculer le mouvement des corps en orbite autour d’un corps central massif.

Exemples :

• Le mouvement des planètes autour du Soleil.
• Le mouvement des satellites de Saturne.
• Simulation d’un disque de planétésimaux en orbite autour d’une étoile jeune.
• Simulation d’anneaux de Saturne.
• Dynamique priordiale du Système Solaire.
• Disque de débris.
• Dynamique cométaire.
• BUL peut traiter environ 50000 corps de type « particules test » (comètes, astéroïdes etc…),
  en interaction avec environ 50 corps massifs au maximum (planètes).

Ce qui distingue BUL de tous les autres codes de ce type c’est sa capacité à inclure des phénomènes physique très diversifiés :

• Effets radiatifs (Pression de radiation, Poyting Robertson)
• Collisions dissipatives (détection de collisions entre les particules test, rebonds)
• Corps central aplati (moments gravitationnels J2, J4, J6)
• Détection des impacts sur les planètes (création de cartes de collisions etc.)
• Nous prévoyons maintenant d’inclure  l’autogravitation dans BUL.

BUL doit son nom étrange à l’algorithme d’intégration particulier qu’il utilise : l'algorithme de Bulirsh-Stoer, un intégrateur spécial qui permet de calculer le mouvement jusqu’à environ l’ordre 12, précisément et rapidement. Il gère très bien les rencontres très proches autour des planètes.

Contact : Sébastien Charnoz (charnoz at cea.fr)

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Le code PRD pour « Planetary Rings Dynamics » est un code local qui permet de simuler de manière réaliste la  dynamique  « microscopique » (jusqu'à l’échelle de 100 m) des anneaux planétaires (anneaux de Saturne, Uranus etc.). Il permet de mieux comprendre ce qui se passe quand un disque est très aplati et lorsqu’il  est soumis à de la dissipation et à l’autogravité. Notre équipe (A.I.M.) est également impliquée dans la mission spatiale Cassini-Huygens, en orbite autour de Saturne. Donc nous pouvons, dans une certaine mesure, directement comparer nos résultats de simulations aux observations. PRD calcule de manière quasi-exacte les effets suivants :

• Les collisions dissipatives
• L’autogravitation
• Les effets de marées

A l’heure actuelle PRD est utilisé pour mieux comprendre des structures filamentaires (appelées « wakes ») observées dans les anneaux de Saturne avec la mission Cassini (images ci dessous). Nous pouvons aussi simuler la formation de petits satellites au bord des anneaux de Saturne. Nous étudions également la rotation des particules dans les anneaux planétaires. PRD prévoie une rotation lente des particules qui composent les anneaux, en très bon accord avec les propriétés thermiques des anneaux, récemment mesurées par l’instrument CIRS à bord de Cassini. Les comparaisons avec les observations sont donc très prometteuses ! Dans le futur, nous projetons aussi d'utiliser PRD pour simuler les phases primordiales des systèmes solaires, en particulier la formation de planétésimaux il y a 4.56 milliards d’années. Dans sa dernière version PRD  peut  gérer jusqu’à 100 000 particules sur un ordinateur personnel. Nous comptons le paralléliser à court-terme pour augmenter ses performances.

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