| Resumé |
Le champ géomagnétique est produit par de nombreuses sources. Parmi les sources les plus importantes, on compte notamment les courants électriques générés par la convection de liquide conducteur dans le noyau externe de la Terre, l'aimantation des roches de la lithosphère, les courants électriques circulant dans l'ionosphère et la magnétosphère, et les courants électriques induits dans le manteau terrestre. Le champ géomagnétique est mesuré en continu à la surface de la Terre dans les observatoires magnétiques et par des magnétomètres embarqués à bord de satellites en orbite basse. Il peut être modélisé de façon empirique en représentant chacune de ses sources par un modèle mathématique paramétré, construit avec les harmoniques sphériques. Les paramètres des modèles sont estimés par inversion de données en utilisant les données magnétiques des observatoires et des satellites. Cependant, ces modèles font en général l'hypothèse que les données magnétiques sont acquises dans des régions sans source, or il est établi que la région F de l'ionosphère - région dans laquelle orbitent les satellites - abrite un système de courants électriques complexe. Le champ produit par ces courants n'est pas pris en compte par la plupart des modèles existants. Dans cette thèse, on se propose d'étudier conjointement les courants électriques qui circulent dans la région F de l'ionosphère et le champ produit par ces courants. Ceux-ci sont étudiés en utilisant les données des observatoires magnétiques du réseau Intermagnet et celles des satellites de la constellation Swarm, ainsi que plusieurs modèles empiriques de champ potentiel. Le travail est divisé en deux parties. La première partie correspond à une étude des résidus du champ magnétique - c'est-à-dire le signal restant dans les données magnétiques après avoir soustrait les prédictions des modèles -. Cette étude permet d'identifier plusieurs signaux dans les résidus et de mettre en relation ces signaux avec le champ produit par les courants électriques qui circulent dans la région F de l'ionosphère. La seconde partie utilise ces résidus à travers deux approches. La première se base sur une nouvelle méthode, développée dans le cadre de cette thèse, qui fournit des estimations locales des trois composantes du vecteur de densité de courant électrique en utilisant les trois satellites Swarm. L'algorithme permet en particulier de propager rigoureusement les erreurs à travers le calcul et fournit des barres d'erreur robustes. Cette méthode a été appliquée à la journée du 15 février 2014 aux moyennes et basses latitudes par temps géomagnétique calme. La seconde approche est une étude plus globale. Elle est consacrée au développement d'une série de modèles de champ toroïdal aux altitudes des satellites Swarm. Chacun de ces modèles représente le champ toroïdal moyen sur une sphère, à l'altitude d'un satellite Swarm, et à une heure universelle et une saison données. Ces modèles permettent d'étudier la climatologie de ce champ et des courants électriques poloïdaux associés. Ils posent les premières bases d'un modèle climatologique du champ toroïdal. |