Etudes des doses pour le personnel navigant de l'aviation civile liées aux flashs gamma terrestres et autres phénomènes électriques atmosphériques.
Laboratoire d'accueil : Laboratoire de dosimétrie des rayonnements ionisants (LDRI)
Date de début de thèse : octobre 2019
Nom du doctorant : Mélody PALLU
Les flashs gamma terrestres (TGF) sont des évènements produits dans des orages communs, dans la moyenne atmosphère (~12 km) et sont associés aux éclairs intra-nuages, qui sont les plus fréquents. L’accélération d’électrons dans les orages à des vitesses relativistes, induit ensuite un rayonnement X de freinage, sous forme de flash de durée 50 microsecondes à 1 milliseconde, pouvant atteindre une énergie de plusieurs dizaines de MeV. Le faisceau d’électrons à l’origine du flash serait susceptible de délivrer des doses approchant 100 mSv aux altitudes de vols.
Les Gamma ray Glows (« Glows ») sont des élévations du rayonnement de fond pendant des durées supérieur à 1 seconde et pourraient également contribuer à l’exposition des personnels navigants (PN). De plus, on considère aujourd’hui que les Glows sont des évènements fréquents ; on estime que plus de 8% des orages en produisent.
Les TGF et les Glows pourraient ainsi constituer une source supplémentaire d’exposition pour les PN, en plus du rayonnement cosmique qui est actuellement pris en compte pour leur évaluation dosimétrique. Même si la fréquence et la localisation de ces évènements extrêmes n’est pas encore bien connue, cette source d’exposition, si elle était significative devrait être ajoutée ou être du moins évaluée.
À ce jour, seules des simulations numériques ont été utilisées pour estimer leur contribution au niveau de dose potentiellement reçu par les PN du fait de la difficulté d’obtenir des données mesurées. Ce travail de thèse propose d’estimer précisément cette dose additionnelle due à ces évènements en se basant sur deux approches complémentaires : l’étude théorique et la simulation numérique de ces phénomènes et risques associés, et la mise au point d’un programme de mesure et l’exploitation des données collectées.
Le travail de simulation numérique, déjà débuté, basé sur un modèle de propagation des photons dans l’atmosphère, permettra d’évaluer l’influence des paramètres des TGF (diamètre du faisceau d’électrons, intensité, altitude du point source, etc.) sur la dose reçue à proximité de la source.
Les données proviendront de différentes campagnes : mesures avion dans des systèmes orageux : campagne ANR-EXAEDRE, monitoring en continu à bord d’avions de ligne Air France, mesures en vols ballon dans des cellules orageuses des doses, rayonnement gamma, et champ électrique, données du satellite TARANIS.