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Sciences naturelles et génie; Sciences pures

Georges Michaud

Élaboration d'un modèle de la composition de la surface des étoiles

Professeur émérite

Faculté des arts et des sciences - Département de physique

georges.michaud@umontreal.ca

Autres numéros : 514 369-5261 (Travail 2) 514 343-6672 (Travail 1)
Autre courriel : michaudg@astro.umontreal.ca (Travail)

Portrait

Expertise de recherche

À la surface de la terre les vents ne sont pas encore très bien modélisés, comme le montrent les limites des prévisions météo. De même, on connaît assez mal les processus hydrodynamiques, ou vents, à l'intérieur des étoiles. Je cherche à les déterminer ainsi que leur interaction avec les concentrations des éléments chimiques observées sur les étoiles.

Dans le soleil, on sait maintenant que, sous une zone convective superficielle, les vents (ou la turbulence) sont assez faibles pour laisser les éléments chimiques lourds, comme le fer, tomber vers le centre. Ces résultats confirment l'importance d'un modèle que j'ai proposé pour expliquer des observations d'étoiles plus massives que le soleil, où la composition de surface nous indique au contraire que le fer et d'autres éléments lourds sont plus abondants que prévus. Nous expliquons cette différence de comportement entre le soleil et les étoiles plus massives par la plus grande luminosité des étoiles plus massives, ou la plus grande quantité de lumière qu'elles émettent. Nous calculons comment la lumière traîne avec elle, en sortant de l'étoile, des éléments lourds en compétition avec les vents et la gravité. En utilisant des moyens modernes de calcul nous le faisons pour 28 éléments chimiques, nous expliquons les observations de ces éléments et contraignons ainsi les vents à l'intérieur de l'étoile.

Les calculs, impossibles il y a 15 ans, se font à près de 4 milliards d'opérations à la seconde, soit plus rapidement que toute l'humanité qui calculerait en même temps et mettrait ses résultats ensemble.

Biographie

Georges Michaud est professeur au Département de physique depuis 1969. Titulaire d’un doctorat en astronomie du California Institute of Technology, il a poursuivi pendant plus de 30 ans des recherches en astrophysique qui ont jeté les bases de l’étude de la diffusion des éléments à l’échelle stellaire. Ses travaux, dont il a rendu compte à plusieurs reprises dans les revues Astrophysical Journal et Astronomy & Astrophysics, ont renouvelé notre compréhension de l’évolution des étoiles et sont, encore aujourd’hui, unanimement appréciés des astrophysiciens.

On crédite Georges Michaud de deux grandes réalisations qui ont permis à l’Université d’étendre son rayonnement dans le domaine des sciences fondamentales. D’une part, il a été, avec Gilles Beaudet, l’un des plus acharnés défenseurs du projet de construction du télescope de l’observatoire du Mont-Mégantic et, à ce titre, il a grandement contribué à l’essor de l’astronomie d’observation au Québec. D’autre part, il a été l’inspirateur et le premier directeur du Centre de recherche en calcul appliqué, une unité de liaison et de transfert qui a longtemps réuni des universitaires et des chercheurs de l’industrie et qui a été un des partenaires fondateurs du Réseau québécois de calcul de haute performance.

La carrière de Georges Michaud est jalonnée d’honneurs. Lauréat du prix Vincent de l’ACFAS et du prix Steacie, il est membre de la Société royale du Canada depuis 1992 et a déjà obtenu une bourse Killam. En 1982, en reconnaissance de sa contribution à l’avancement des connaissances en astrophysique, l’Académie des sciences de Paris lui décernait la médaille Janssen, remise à un chercheur étranger.

Prix et distinctions

  • Prix Marcel-Vincent 1979 - Association francophone pour le savoir (Acfas)
  • Bourse Killam 1987 - Conseil des arts du Canada
  • Société royale du Canada : Les Académies des arts, des lettres et des sciences du Canada 1992 - Société royale du Canada
  • Médaille Janssen de l’Académie des sciences de Paris - 1982
  • Prix Carlyle S. Beals - 2006

Affiliations et responsabilités

Enseignement et encadrement

Encadrement

Thèses et mémoires dirigés (dépôt institutionnel Papyrus)

2011

Étude de l'influence de la perte de masse sur l'évolution d'étoiles de plusieurs types

Diplômé(e) : Vick, Mathieu M.
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
2006

Étude de l'influence de la perte de masse sur l'évolution des anomalies d'abondances dans les étoiles AmFm

Diplômé(e) : Vick, Mathieu
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
2006

Développement d'anomalies d'abondances dans les étoiles de la branche horizontale en présence de circulation méridienne

Diplômé(e) : Quievy, Delphine
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.

Projets

Projets de recherche

2015 - 2023

CALCUL QUEBEC

Co-chercheurs : Jesse Shapiro , Mohamed Hijri , Daniel Sinnett , Mark E. Samuels , Laurent J. Lewis , Normand Mousseau , Anne Bruneau , Georges Michaud , François Schiettekatte , Rémy Sauvé , Michel Côté , Pierre-Louis Bellec , Damian Labuda , Jacques Drouin , Louis Jean Dubé , Guy Dumas , Marc Parizeau , Louis Pérusse , Alain De Champlain , Daniel Reinharz , Hugo Martel , Christian Gagné , Arnaud Droit , Frédéric Maps , R Platt , Alan C Evans , W Robert J Funnell , Hong Guo , Victoria Kaspi , Sang Yong Jeon , Nikolas Provatas , Russell Davidson , Jackalyn Marie Vogel , Nicolas Moitessier , Guy Moore , Sivakumaran Nadarajah , Abdelkader Baggag , Erica Moodie , Jacek A. Majewski , Andrew Piper , Luc Mongeau , Guillaume Bourque , Stefan Sinclair , Daniel Joseph Kirshbaum , Jun Song , Brigitte Jaumard , Jean-Yves Trépanier , François Guibault , François Bertrand , Alain Rochefort , Frédéric Sirois , Éric Laurendeau , Georges Dionne , Wagdi Habashi , G. Peslherbe , Thomas Fevens , Marius Paraschivoiu , Ali Dolatabadi , André Dieter Bandrauk , André-Marie Tremblay , Pierre Proulx , Noureddine Atalla , David Sénéchal , Armand Soldera , Kalifa Goïta , Alexandre Blais , Claude Legault , Stéphane Moreau , Hugo Larochelle , Pierre-Étienne Jacques , Gabriel Crainic , René Laprise , Pierre Gauthier , Laxmi Sushama , Simon Guillotte , Adam Skorek , Patrizio Antici , Dany Dumont , François Vidal , Jannette Frandsen , Lorne Archie Nelson , Martin Aube , Leandro Coelho , Marie-Jean Meurs
Sources de financement : FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-(RS) Programme de regroupements stratégiques
2016 - 2018

Centre de recherche en astrophysique du Québec (CRAQ)

Chercheur principal : Pierre Bergeron
Sources de financement : FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-(RS) Programme de regroupements stratégiques
2008 - 2017

CENTRE DE RECHERCHE EN ASTROPHYSIQUE DU QUEBEC

Chercheur principal : Pierre Bergeron
Sources de financement : FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-(RS) Programme de regroupements stratégiques
1994 - 2017

EVOLUTION STELLAIRE ET PROCESSUS HYDRODYNAMIQUES DE TRANSPORT

Chercheur principal : Georges Michaud
Sources de financement : CRSNG/Conseil de recherches en sciences naturelles et génie du Canada (CRSNG)
Programmes de subvention : PVX20965-(RGP) Programme de subvention à la découverte individuelle ou de groupe
2011 - 2015

ÉVOLUTION STELLAIRE ET PROCESSUS HYDRODYNAMIQUES DE TRANSPORT

Chercheur principal : Georges Michaud

Rayonnement

En vedette

Mise en valeur d’une recherche

2006

Il vente dans les étoiles

L'ordinateur a permis d'améliorer largement les prévisions météorologiques terrestres depuis les cinquante dernières années. Aujourd'hui, en effet, la précision des données est aussi grande pour une semaine qu'elle l'était alors pour une journée. Il reste toutefois beaucoup de travail à abattre avant de pouvoir modéliser les vents à la surface de la planète bleue. Utilisant essentiellement les mêmes équations physiques de base que pour la météo terrestre, le physicien Georges Michaud s'intéresse aux modèles de comportement des vents à l'intérieur des étoiles : « Les calculs en jeu, impossibles à réaliser il y a dix ans, sont de l'ordre d'un milliard d'opérations à la seconde, l'équivalent de ce que réussiraient à exécuter l'ensemble des humains qui calculeraient en même temps et partageraient leurs résultats. »
Des métaux lourds à la surface des étoiles
Les processus hydrodynamiques, comme les vents à l'intérieur des étoiles, sont assez mal connus, mais les physiciens ont des pistes de travail. La concentration relative de certains éléments chimiques lourds, comme le fer ou l'or, par rapport à l'hydrogène dans les étoiles peut fournir des indications sur leur structure, mais aussi sur les tempêtes de vent qui s'y développent.
Dans les « amas globulaires », ces groupes d'étoiles formées très tôt dans l'histoire de l'univers, on remarque, pour certains d'entre eux, des différences de concentration des métaux d'une étoile à une autre. Pourtant, elles ont toutes été formées simultanément à partir d'un seul nuage. La métallicité de toutes les étoiles de l'amas était alors la même. Des influences propres à chaque étoile sont donc en jeu et modifient leur composition chimique de surface.
Georges Michaud a élaboré un modèle de la composition de surface des étoiles. Celui-ci propose une explication au fait que l'on retrouve à la surface de certaines étoiles plus massives que le Soleil beaucoup plus de fer, par exemple : « Les étoiles plus massives étant plus lumineuses, elles émettent donc plus de lumière. Notre modèle permet une meilleure compréhension de la manière dont la lumière traîne avec elle vers l'extérieur, en sortant de l'étoile, des éléments lourds. » En utilisant les méthodes de calcul les plus récentes, l'équipe de M. Michaud prédit actuellement le comportement de 28 éléments chimiques différents à la surface de différentes étoiles. Ces prédictions sont ensuite comparées aux observations obtenues avec les grands télescopes modernes tels le télescope spatial Hubble ou le Keck à Hawaï.
Modéliser les vents
L'entraînement des métaux par la lumière vers l'extérieur des étoiles n'est qu'un aspect des comportements hydrographiques à l'intérieur des étoiles. Il entre en compétition avec d'autres influences comme celles des vents et de la circulation à grande échelle : « La turbulence joue un rôle dans la diffusion des métaux, mais c'est un processus de base encore mal compris, rappelle Georges Michaud. Nous avons donc entrepris de simuler l'interaction entre la diffusion des atomes dans l'étoile et la turbulence. »
« Les équations hydrodynamiques possèdent toute une gamme de solutions possibles. Il y a donc d'autres interactions que nous devrons découvrir. Ces travaux sont réalisés à l'Université de Montréal en collaboration avec le Pr A. Vincent et les chercheurs J. Richer et S. Talon.

Publications et communications

Disciplines

  • Physique
  • Astronomie et astrophysique
  • Informatique
  • Chimie

Champ d’expertise

  • Stellaire
  • Particules élémentaires
  • Atmosphère (incluant aspects chimiques)
  • Composition chimique
  • Procédés chimiques
  • Modélisation et simulation
  • Théorie du calcul