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Sciences naturelles et génie; Génie; Sciences pures

Paul Charbonneau

La physique solaire et le cycle d'activité magnétique du soleil

Professeur titulaire

Faculté des arts et des sciences - Département de physique

Roger-Gaudry, local B418

514 343-2332

paul.charbonneau@umontreal.ca

Autre courriel : paulchar@astro.umontreal.ca (Travail)

Médias

Le mystère du cycle solaire

En collaboration avec : Paul Charbonneau UdeM - Université de Montréal. 3e prix du jury, parrainé par l'Acfas, 2015. L’activité de surface de notre Soleil varie d’intensité selon un cycle de 11 ans, à quelques exceptions près. Or, les mécanismes physiques sous-jacents, qui l’expliquent, sont difficilement observables. Pour tenter de les comprendre, on bâtit des simulations numériques. - © Nicolas Lawson

En collaboration avec : Paul Charbonneau UdeM - Université de Montréal. 3e prix du jury, parrainé par l'Acfas, 2015. L’activité de surface de notre Soleil varie d’intensité selon un cycle de 11 ans, à quelques exceptions près. Or, les mécanismes physiques sous-jacents, qui l’expliquent, sont difficilement observables. Pour tenter de les comprendre, on bâtit des simulations numériques.

Portrait

Expertise de recherche

Le cycle d'activité magnétique du Soleil est à la fois le moteur et la source d'énergie de tous les phénomènes éruptifs ayant des impacts sur la Terre, que ce soit au niveau de la météo spatiale, des dommages aux infrastructures technologiques, ou de l'influence possible sur les variations à long terme du climat. Les travaux de recherche de Paul Charbonneau et de son groupe visent, entre autres, à améliorer notre compréhension des mécanismes physiques à l'origine de ce cycle magnétique, et des importantes fluctuations observées dans son amplitude et sa durée. Le principe physique unificateur sous-jacent à tous les phénomènes qui sont modélisés est l'interaction non linéaire entre le champ magnétique du Soleil et les écoulements fluides présents dans ses couches extérieures.

Paul Charbonneau et son équipe ont récemment réussi une grande première mondiale, soit la mise au point d'une simulation numérique magnétohydrodynamique de la convection solaire produisant un champ magnétique aux grandes échelles spatiales, et dont l'évolution spatiotemporelle ressemble en bien des points au cycle solaire. Ceci inclut, en particulier, des inversions régulières de la polarité magnétique sur une échelle multi-décennale. Des approches novatrices à l'étude des effets structurants du champ magnétique solaire permettent maintenant d'envisager le couplage des modèles du cycle d'activité à ceux décrivant les variations de l'irradiance spectrale et de la luminosité solaire au cours du cycle d'activité, étape essentielle dans le but de mieux comprendre le rôle possible de l'activité solaire dans le changement climatique.

Biographie

Paul Charbonneau est une sommité mondiale en physique solaire. Responsable d’une chaire de recherche de l’Université de Montréal, son rayonnement gagne tant les laboratoires que les salles de cours. Pédagogue chevronné, le professeur titulaire se démarque aussi par sa capacité à créer des ponts entre les pans théoriques et conceptuels de la physique.

Prix et distinctions

  • 2015-11 : Prix d'excellence en enseignement, Faculté des arts et des sciences
  • 2007-07 à 2012-06 : Chaire de Recherche du Canada en Physique Solaire
  • 2003-06 à 2003-12 : Parker Distinguished Lecturer, American Astronomical Society, Solar Physics Division
  • 2002-07 à 2007-06 : Chaire de Recherche du Canada en Physique Solaire
  • 1991-05 : Médaille Plaskett, CASCA

Affiliations et responsabilités

Enseignement et encadrement

Encadrement

Thèses et mémoires dirigés (dépôt institutionnel Papyrus)

2019

Prédiction du cycle solaire en utilisant un modèle dynamo de type Babcock-Leighton

Diplômé(e) : Labonville, François
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
2019

Long-term solar variability in a hybrid Babcock-Leighton solar dynamo model

Diplômé(e) : Ölçek, Deniz
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
2018

Analyses de simulations magnétohydrodynamiques du cycle solaire

Diplômé(e) : Beaudoin, Patrice
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
2018

Modélisation hybride du cycle d’activité solaire : évolution couplée du flux magnétique photosphérique et de la dynamo interne

Diplômé(e) : St-Laurent-Lemerle, Alexandre
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
2017

Le confinement magnétique de la tachocline solaire

Diplômé(e) : Barnabé, Roxane
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
2015

Modélisation de l'irradiance solaire totale et spectrale et applications à la chimie stratosphérique terrestre

Diplômé(e) : Bolduc, Cassandra
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
2015

Simulations magnétohydrodynamiques en régime idéal

Diplômé(e) : Cossette, Jean-François
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
2015

Les instabilités magnétohydrodynamiques dans EULAG-MHD.

Diplômé(e) : Lawson, Nicolas
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
2014

Modélisation de l'évolution du réseau magnétique au cours du cycle solaire

Diplômé(e) : Thibault, Kim
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
2013

Modélisation dynamo des cycles d’activité stellaire

Diplômé(e) : Dubé, Caroline
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
2012

Les oscillations torsionnelles dans la zone de convection solaire

Diplômé(e) : Beaudoin, Patrice
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
2012

Dynamo Magnétohydrodynamique en champ moyen

Diplômé(e) : Simard, Corinne
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
2011

Modélisation de l'irradiance solaire spectrale dans le proche et moyen ultraviolet

Diplômé(e) : Bolduc, Cassandra
Cycle : Maîtrise
Diplôme obtenu : M. Sc.
2009

A new avalanche model for solar flares

Diplômé(e) : Morales, Laura F.
Cycle : Doctorat
Diplôme obtenu : Ph. D.
2009

Un modèle à criticalité auto-régulée de la magnétosphère terrestre

Diplômé(e) : Vallières-Nollet, Michel-André
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

2018 - 2024

Physical causes and consequences of the solar magnetic activity cycle

Chercheur principal : Paul Charbonneau
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
2017 - 2024

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
2015 - 2022

CALCUL QUEBEC

Chercheur principal : Paul Charbonneau , Timothée Poisot
Co-chercheurs : Damian Labuda , Jesse Shapiro , Mohamed Hijri , Daniel Sinnett , Mark E. Samuels , Laurent J. Lewis , Normand Mousseau , Jacques Drouin , Anne Bruneau , Georges Michaud , François Schiettekatte , Rémy Sauvé , Michel Côté , Pierre-Louis Bellec , 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 , 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 , Jacques Drouin , Louis Jean Dubé , Guy Dumas , Marc Parizeau , Louis Pérusse , Alain De Champlain , Daniel Reinharz , Hugo Martel , Christian Gagné , Arnaud Droit , Frédéric Maps , Sivakumaran Nadarajah , Abdelkader Baggag , Hugo Larochelle , Gabriel Crainic , René Laprise , Pierre Gauthier , Laxmi Sushama , Simon Guillotte , Leandro Coelho , Hugo Larochelle , Sivakumaran Nadarajah , Pierre-Étienne Jacques
Sources de financement : FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-(RS) Programme de regroupements stratégiques
2018 - 2020

Contribution ponctuelle pour le financement de Calcul Québec

Chercheur principal : Timothée Poisot
Co-chercheurs : Paul Charbonneau , Laurent J. Lewis , Marc Parizeau , Nikolas Provatas , Pierre-Étienne Jacques
Sources de financement : FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-Plateforme Calcul Québec (financement partagé entre les fonds de recherche du Québec)
2015 - 2020

Contribution complémentaire pour le financement de Calcul-Québec

Chercheur principal : Paul Charbonneau , Timothée Poisot
Sources de financement : FRQS/Fonds de recherche du Québec - Santé (FRSQ)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-Regroupement stratégique
2015 - 2020

Contribution complémentaire 2015-2016 pour le financement de Calcul-Québec

Chercheur principal : Paul Charbonneau , Timothée Poisot
Sources de financement : FRQSC/Fonds de recherche du Québec - Société et culture (FQRSC)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-Subvention générale et projets spéciaux (non partageable au prorata)
2013 - 2019

MECANISMES ET MANIFESTATIONS DE L'ACTIVITE SOLAIRE

Chercheur principal : Paul Charbonneau
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
2017 - 2018

FEI Sans Restriction ISM2 de Calcul Canada/Calcul Québec

Chercheur principal : Paul Charbonneau
Sources de financement : Université de Montréal
Programmes de subvention :
2016 - 2018

Demande de stage international - Askari Mahvelati, Ehsan

Chercheur principal : Paul Charbonneau
Sources de financement : FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-Bourse de stage international relié aux regroupements stratégiques
2016 - 2018

Demande de stage international - Bouchard, Nicolas

Chercheur principal : Paul Charbonneau
Sources de financement : FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-Bourse de stage international relié aux 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
2016 - 2018

Demande de stage international - Simoneau, Alexandre

Chercheur principal : Paul Charbonneau
Sources de financement : FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-Bourse de stage international relié aux regroupements stratégiques
2016 - 2017

Convention de subvention 2016-2018 pour le soutien du MESI aux activités de Calcul Québec

Chercheur principal : Paul Charbonneau
Sources de financement : Ministère Économie et Innovation
Programmes de subvention : PVXXXXXX-Prog. soutien rech (PSR v1): Soutien à des projets de recherche
2013 - 2017

LABORATORY FOR SCIENTIFIC SIMULATION AND VISUALISATION

Chercheur principal : Paul Charbonneau
Sources de financement : FCI/Fondation canadienne pour l'innovation
Programmes de subvention :
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
2015 - 2016

Activités de démarchage de Calcul Québec pour l'année 2015-2016

Chercheur principal : Paul Charbonneau
Sources de financement : Ministère Économie et Innovation
Programmes de subvention : PVXXXXXX-Prog. soutien rech (PSR v1): Soutien à des projets de recherche
2015 - 2016

Contribution complémentaire 2015-2016 pour le financement de Calcul-Québec

Chercheur principal : Paul Charbonneau
Sources de financement : FRQS/Fonds de recherche du Québec - Santé (FRSQ)
Programmes de subvention :
2012 - 2016

LA VARIABILITE DE L'ULTRAVIOLET SOLAIRE ET SON IMPACT SUR L'ATMOSPHERE TERRESTRE

Chercheur principal : Paul Charbonneau
Co-chercheurs : Peter Bartello
Sources de financement : FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Programmes de subvention : PV113724-(PR) Projets de recherche en équipe (et possibilité d'équipement la première année)
2012 - 2016

PORTION APPAREILLAGE-LA VARIABILITE DE L'ULTRAVIOLET SOLAIRE ET SON IMPACT SUR L'ATMOSPHERE TERRESTRE

Chercheur principal : Paul Charbonneau
Co-chercheurs : Peter Bartello
Sources de financement : FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Programmes de subvention : PV113724-(PR) Projets de recherche en équipe (et possibilité d'équipement la première année)
2011 - 2016

REGROUPEMENT STRATEGIQUES - CALCUL QUEBEC

Chercheur principal : Normand Mousseau
Sources de financement : FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Programmes de subvention : PVXXXXXX-(RS) Programme de regroupements stratégiques
2014 - 2015

Projet de Calcul Québec pour l'année financière 2014-2015

Chercheur principal : Paul Charbonneau
Sources de financement : Ministère Économie et Innovation
Programmes de subvention : PVXXXXXX-Prog. soutien rech (PSR v1): Soutien à des projets de recherche
2014

AUTOMATIC GENRE DETECTION FOR INTELLIGENT AUDIO TOOLS

Chercheur principal : Paul Charbonneau
Sources de financement : Innovation, Sciences et Développement économique Canada , FRQNT/Fonds de recherche du Québec - Nature et technologies (FQRNT)
Programmes de subvention : , PVXXXXXX-Stage Accélération Quebec FRQ-NT et MITACS
2011 - 2014

CHAIRE DE RECHERCHE DU CANADA EN ASTROPHYSIQUE SOLAIRE

Chercheur principal : Paul Charbonneau
Sources de financement : Université de Montréal
Programmes de subvention :
2010 - 2014

CALCUL QUEBEC - INFRASTRUCTURE MAJEURE CENTRALE

Chercheur principal : Paul Charbonneau
Sources de financement : Prima Québec
Programmes de subvention :
2008 - 2012

MECANISMES ET MANIFESTATIONS DE L'ACTIVITE SOLAIRE

Chercheur principal : Paul Charbonneau

Rayonnement

Publications et communications

Disciplines

  • Physique
  • Astronomie et astrophysique
  • Génie physique
  • Climatologie et météorologie

Champ d’expertise

  • Méthodes de simulation numérique
  • Astrophysique, aspects fondamentaux
  • Modélisation numérique
  • Magnétohydrodynamique et plasmas
  • Activité solaire
  • Magnétisme solaire
  • Physique solaire
  • Cycles solaires
  • Éruptions solaires
  • Systèmes auto-organisés