S20

Processus de transport dans les étoiles et planètes : contraintes observationnelles et défis théoriques

Communauté

Contact : arthur.lesaux@cea.fr

*** English version below ***

Les mécanismes de transport et de mélange dans les étoiles et les planètes tels que les ondes, les instabilités, le champ magnétique et la turbulence jouent un rôle majeur dans l’interprétation des observations. Ces phénomènes, qui ont le plus souvent des échelles caractéristiques – temporelle et spatiale — courtes, jouent un rôle majeur dans le transfert à grande échelle de moment cinétique, de chaleur et de matière sur les échelles de temps d’évolution stellaire et planétaire. Ainsi, ils vont impacter les phénomènes que nous pouvons mesurer tels que la rotation, la composition, l’orbite, le champ magnétique interne, etc. Du point de vue observationnel, les données auxquelles nous avons désormais accès apportent des contraintes de plus en plus précises sur l’impact de ces mécanismes de transport. Ainsi, la modélisation physique occupe une place majeure en physique stellaire et planétaire.

Dans cet atelier, nous souhaitons réunir les communautés stellaire et planétaire, à la fois observateurs et théoriciens, afin de présenter et de discuter des avancées récentes et de dresser un bilan des défis communs. Cet atelier vise à proposer des pistes pour de futures recherches visant à mieux comprendre les processus de transport pour amener la modélisation au niveau requis des observations passées et en cours (e.g. Kepler, TESS, JWST), ainsi que de préparer aux mieux celles futures (e.g. PLATO, Ariel).

L’atelier s’organisera autour de 4 présentations invitées d’environ 15 + 5 min et 8 contributions de 10 + 2 min. Le nombre et la durée des présentations sera adapté en fonction du nombre de contributions reçus.

Principaux thèmes scientifiques abordés :
– Rotation
– Convection
– Ondes
– Instabilités (magnéto-)hydrodynamiques
– Turbulence

Orateurs invités :
– Ana Palacios (LUPM, Université de Montpellier)
– Julia Victoria Seidel (Lagrange – Nice)
– Sebastien Deheuvels (IRAP)
– Aymeric Spiga (LMD, Sorbonne Université)

English version

Transport processes in stars and planets: observational constraints and theoretical challenges

Transport and mixing mechanisms in stars and planets, such as waves, instabilities, magnetic fields and turbulence, play a major role in the interpretation of observations. These phenomena, which usually have short characteristic scales – both temporal and spatial – play a major role in the large-scale transfer of angular momentum, heat and matter on stellar and planetary evolutionary timescales. As such, they impact on phenomena we can measure, such as rotation, composition, orbit, internal magnetic field, etc. From an observational point of view, the data to which we now have access are providing increasingly precise constraints on the impact of these transport mechanisms. As a result, physical modeling plays a major role in stellar and planetary physics.

In this workshop, we aim to bring together the stellar and planetary communities, both observers and theorists, to present and discuss recent advances and take stock of common challenges. This workshop aims to propose avenues for future research aimed at better understanding transport processes to bring modeling up to the level required of past and current observations (e.g. Kepler, TESS, JWST), as well as to best prepare for future ones (e.g. PLATO, Ariel).

The workshop will be organized around 4 guest presentations of around 15 + 5 min and 8 contributions of 10 + 2 min. The number and length of presentations will be adapted according to the number of contributions received.

Main scientific topics covered:
– Rotation
– Convection
– Waves
– (Magneto-)hydrodynamic instabilities
– Turbulence

Invited talk by:
– Ana Palacios (LUPM, Université de Montpellier)
– Julia Victoria Seidel (Lagrange – Nice)
– Sebastien Deheuvels (IRAP)
– Aymeric Spiga (LMD, Sorbonne Université)

SOC : Arthur Le Saux (AIM), Charlotte Gehan (IRAP), Deborah Bardet (LMD), Sandrine Guerlet (LMD), Louis Amard (Observatoire de Genève), Stéphane Mathis (AIM)

Programme atelier
14h00Ana PalaciosTransport processes in stellar interiors : an update
14h20Aymeric SpigaTBA
14h40Pierre HoudayerModélisation unidimensionnelle de la convection stellaire par formalisme cinétique
14h52Leïla Bessila A model of rotating and magnetised convection in stellar and planetary interiors
15h04Gweanël MilcareckCirculation générale sur Uranus et Neptune: observations et modélisations
15h16Camille MoissetHydrodynamical stellar tachoclines: how to model them and to include the effect of the evolution of the differential rotation in their convective envelope
15h28Lucas BarraultThe inertial dip as a window on the convective core dynamics
15h40Armand LeclercWave topology of stellar inertial waves
15h52Alain Hui-Bon-HoaDiffusion atomique : un processus de transport qui sépare les espèces chimiques
16h04 Pause café
16h30Julia SeidelDynamics of exoplanet atmospheres - observational results and challenges
16h50Sébastien DeheuvelsTBA
17h10Laurène JouveTransport by magnetic fields in stellar radiative zones
17h22Louis ManchonThe turbulent Tayler-Spruit instability for the transport of angular momentum in stellar radiative zones: the importance of a careful implementation
17h34Paul BarrèreNew branch of the Tayler-Spruit dynamo in 3D numerical simulations of stably stratified stellar regions
17h46Steven Rendon RestrepoStratification of gravito-turbulent protoplanetary discs and self-gravity prescription for 2D simulations
18h00Fin de l'atelier/ Discussion

Présentations

Authors Title Type File
A. Hui-Bon-Hoa Diffusion atomique : un processus de transport qui sépare les espèces chimiques orale Résumé atelier S20 journées SF2A 2025.pdf
Julia V. Seidel - Lagrange Laboratory, OCA, Nice and ESO, Santiago, Chile Dynamics of exoplanet atmospheres - observational results and challenges invite Seidel_SF2A_invited_2025.pdf
Steven Rendon Restrepo, O. Gressel, Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP) Stratification of gravito-turbulent protoplanetary discs and self-gravity prescription for 2D simulations orale SF2A_Gravito_turbulence_rendon_restrepo.pdf
Pierre Houdayer, Michel Rieutord Modélisation unidimensionnelle de la convection stellaire par formalisme cinétique orale Abstract SF2A 2025.pdf
Camille Moisset, Stéphane Mathis, Louis Amard Hydrodynamical stellar tachoclines: how to model them and to include the effect of the evolution of the differential rotation in their convective envelope. orale Abstract_Stellar_Tachoclines.pdf
A. Leclerc, G. Laibe, N. Perez Wave topology of stellar inertial waves orale abstract_S20.pdf
Paul Barrère, Patrick Eggenberger, Carolina Rodriguez, Maxime Marchand New branch of the Tayler-Spruit dynamo in 3D numerical simulations of stably stratified stellar regions orale BARRERE_SF2A2025.pdf
Lucas Barrault, Lisa Bugnet, Stéphane Mathis, Joey S.G. Mombarg The inertial dip as a window on the convective core dynamics. orale Abstract_sf2a_2025_1.pdf
Gwenaël Milcareck, Jérémy Leconte, Sandrine Guerlet, Arthur Le Saux, Noé Clément Circulation générale sur Uranus et Neptune: observations et modélisations orale milcareck_sf2a_2025.pdf
Louis Manchon, Morgan Deal, Florentin Daniel, Ludovic Petitdemange, Charly Pinçon, Kevin Belkacem The turbulent Tayler-Spruit instability for the transport of angular momentum in stellar radiative zones: the importance of a careful implementation orale abstract_s20_LM.pdf
L. Jouve, F. Lignières, B. Gouhier, D. Meduri Transport by magnetic fields in stellar radiative zones orale abstract_sf2a_2025_3.pdf