Etude statistique des émissions aux n(1.1)f ce

Après avoir détaillé l’étude statistique concernant les émissions aux (n+½)f_ce, nous allons nous intéresser à l’autre forme d’échange d’énergie dans la région équatoriale, les émissions aux n(1.1)f_ce. Nous utilisons toujours les données du satellite C3 sur tous les passages au périgée entre 2002 et 2004. Comme nous l’avons vu plus haut, les ondes aux n(1.1)fce sont observées dans 58% des passages au périgée, associées ou non aux émissions équatoriales. Nous allons maintenant chercher à voir si celles-ci sont associées à des émissions mono-harmoniques, et ce, pour les différents secteurs

MLT. Les résultats sont représentés sur la Figure 6.11 : ces émissions sont

majoritairement associées à la non observation d’émissions aux (n+½)fce, ou alors à l’observation d’une seule harmonique, sauf dans le secteur aube. Toutefois comparativement aux émissions aux (n+½)fce, et comme nous l’avons vérifié dans le Chapitre 5, celles-ci sont beaucoup moins intenses. Bien que nommées n(1.1)fce, ces émissions sont observées généralement avec une seule harmonique, même si nous en avons observé jusqu’à 5 pour quelques événements (événement du 15 août 2002).

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Figure 6.11: Occurrence des émissions aux n(1.1)fce selon le type d’émissions auxquelles elles sont associées pour les différents secteurs MLT ; le code couleur indique le type d’émissions observées (multi-harmonique, labellisé multi har, mono-harmonique,labellisé mono har et passages au perigée sans observation, labélisée non EQ).

Nous allons maintenant détailler les répartitions selon les secteurs MLT et leur dépendance à la latitude magnétique. L’influence de la valeur de la fréquence plasma sera aussi mise en évidence. Afin de traiter tous les passages au périgée de notre base de données, une méthode de détection automatique basée sur la maximisation de l’énergie, et inspirée des méthodes de détection de la gyrofréquence électronique et de ces harmoniques est utilisée. Le traitement se fait sur une durée de ± 30 minutes autour du périgée. Un intervalle de fréquence défini par [1.05fce,1.2fce] est pris, les valeurs de fce étant déterminées à l’aide des mesures du champ magnétique données par FGM. Nous recherchons dans cet intervalle les couples (origine, pente) qui définissent une ligne (et aussi ses harmoniques) sur laquelle l'énergie intégrée sur l'intervalle ±1 minute est maximale. Le point qui maximise l'énergie est gardé. Une fois toutes les valeurs trouvées, on sélectionne celles qui forment une ligne continue. Afin d’éviter les pics dus à de mauvaises détections, la courbe est lissée et on ne garde que les points pour lesquels la valeur absolue de la différence (courbe originale - courbe lissée) est petite.

Les résultats obtenus pour chaque événement sont répertoriés, un fichier par événement est créé où nous notons les temps et fréquence des ondes détectées autour de 1.1 f_ce pour chaque instant du spectre. Ces fichiers sont traités au final afin d’étudier l’extension en latitude magnétique de ces observations. De façon générale, nous

pouvons dire que les émissions aux n(1.1)fce sont communément observées sur près de 57 % des passages au périgée, et s’étalent généralement sur les deux hémisphères.

Pour ce traitement, nous nous sommes intéressés seulement à la première bande autour de 1.1 fce.

Pour toutes les observations répertoriées, nous avons étudié la moyenne du rapport entre la fréquence observée et la gyrofréquence électronique fce. Ce rapport est de 1.11 avec un écart type de 0.04.

Nous allons maintenant regarder plus en détail la dépendance de ces observations par rapport au secteur MLT et à l’extension en latitude magnétique.

VI.3.1 Dépendance en MLT

Comme nous l’avons fait précédemment pour les émissions équatoriales, nous allons maintenant regarder les occurrences des émissions aux n(1.1)fce dans le plan R-MLT (système de coordonnées SM).

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Sur la Figure 6.12, 12 cellules de dimension 1 Rt x 2 heures MLT sont

représentées en coordonnées polaires avec en code couleur le nombre de passages dans chaque cellule avec observation d’émissions aux n(1.1)fce normalisé au nombre total de passages dans la cellule. Toutes les cellules se situent autour de 4 Rt. Nous constatons que les occurrences sont significatives dans tous les secteurs MLT, avec une plus grande probabilité (80%) d’observations dans le secteur « bulge » 18-22 MLT et une plus faible probabilité dans le secteur aube.

Comme précédemment, cette asymétrie fait penser à une corrélation entre l’occurrence des ondes aux n(1.1)fce et la distance entre le satellite et la plasmapause. Plus le satellite està l’intérieur de la plasmapause, plus l’occurrence de ces événements aux n(1.1)fce est élevée. Le proxy fp-eq est utilisé pour évaluer cette distance à la plasmapause. Les valeurs de fp-eq pour tous les passages au périgée sont représentées Figure 6.13, le triangle mauve représente les occurrences des événements aux n(1.1)f_ce dans chaque secteur MLT. Comme on l’a vu précédemment, le proxy f_p-eq< 60 kHz indique si l’observation se fait à l’intérieur ou à l’extérieur de la plasmapause.

Figure 6.13: Valeurs de la fréquence plasma équatoriale selon les différents secteurs MLT, le triangle mauve représente les occurrences des observations aux n(1.1)fce.

Toutes les observations d’émissions aux n(1.1)fce, sont à des valeurs de fp-eq > 60 kHz, dans quasiment tous les secteurs MLT, excepté le secteur aube. L’occurrence la plus élevée se trouve dans le secteur crépuscule pour des valeurs élevées de fréquence plasma équatoriale, ce qui indique que ces observations se font à l’intérieur de la plasmapause, là où l’écrantage des émissions aux (n+½)fce est le plus efficace. L’énergie entre particules s’échange donc sous cette nouvelle forme d’ondes (voir schéma de la Figure 6.8.).

VI.3.2 Dépendance en latitude magnétique

Afin d’étudier la dépendance en latitude magnétique des émissions aux n(1.1)fce, le résultat du traitement automatique va être analysé et ce, pour la première bande harmonique autour de n(1.1)fce. Nous allons noter pour chaque événement les temps de début et fin d’observation, ainsi que leurs latitudes correspondantes (dans le système de coordonnées SM).

Nous pouvons classer nos événements en 3 catégories différentes :

 Evénements observés uniquement dans l’hémisphère sud : 7%  Evénements observés uniquement dans l’hémisphère nord : 9%  Evénements qui s’étendent dans les deux hémisphères : 84% du total. Nous avons également étudié l’extension en latitude magnétique de ces observations : celles-ci s’étendent de -10° à +11° en moyenne avec des valeurs les plus probables de -15° à +15°. Ces variations de l’extension en latitude magnétique sont représentées sur la Figure 6.14.

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Figure 6.14: Histogramme représentant l’étendue en latitude magnétique (différence entre latitude de début et latitude de fin) des émissions aux n(1.1)fce.

La moyenne de l’extension en latitude magnétique est de l’ordre de 20°. La largeur de bande de ces émissions (est inférieure à 1 kHz) et reste constante sur toute la durée de l’observation. L’intensité de ces émissions reste plus faible que l’intensité des émissions équatoriales aux (n+½)fce, mais nous n’avons pas étudié systématiquement ces valeurs. Il en ressort donc que les émissions aux n(1.1)fce sont le plus souvent observées dans le secteur crépuscule pour des valeurs élevées de fréquence plasma équatoriale,et qu’elles s’étendent jusqu’à des latitudes élevées, comportement à l’opposé de celui des ondes aux (n+½)f_ce.