Prsentation Concours Astronome Adjoint CNAP 2005 de Fabrice

Présentation Concours Astronome Adjoint CNAP 2005 de Fabrice Portier-Fozzani pour l’OMP/Tarbes Profil : Solaire & Observatoires virtuels • Mes spécialités : 1. Physique Coronale Solaire 2. Techniques d’imagerie Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000) 3. Reconstructions 3 D par Stéréovision

§ Fabrice Portier-Fozzani , 3ème présentation CNAP, 36 ans, célibataire § Double Formation : Licence, Maitrise (UNSA: Univ. Nice + Erasmus: Dublin, Irlande) : Mathématique Pures/Fondamentales & Physique DEA (Nice) Imagerie en Sciences de l’Univers : Astrophysique + Imagerie (1995) Stage : Etude du Vignettage du Coronographe SOHO/LASCO § l • § LAS, Marseille, A. Llébaria, P. Lamy Thèse : Etude de la couronne solaire en 3 D et de son évolution avec SOHO/EIT • § LAS, Marseille; Ecole Doctorale Nice; Déc. 1999, R. Malina, J. Maucherat Post-docs ( ~ 5 ans) l Perspectives de 3 D avec missions EUV spatiales • LAS, Marseille, A. J. Maucherat, (vacations CNRS/EIT), 2000 Participation à la préparation de la mission STEREO conceptualisation de techniques 3 D ( 3 ans) l • Max Planck Institüt fur Aeronomie (MPAe), Allemagne (B. Inhester, R. Schwenn); 09/2000 -09/2003 Comparaison observations 3 D, modèles et extrapolations MHD bilan chauffage coronal et dynamique des structures. l • l Académie des Sciences de Grèce et Univ. d’Athènes (K. Tsinganos, E. Dara); 11/2003 -07/2004 Application physique de la 3 D coronale solaire : 1ères mesures observationnelles des sigmoides comme boucles torsadées • LAM, Marseille, A. J. Maucherat, (vacations CNRS/EIT), 09/2004 Très nombreux séjours aux USA (NASA/GSFC, NRL, Univ. Berkeley) pour SOHO & STEREO § Projet de recherche : Formations d’instabilités & critères météo de l’espace Observations 3 D coronales solaires Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000)

• Publications – 11 + 3 articles dans des revues à comité de lecture (dont 9 : 1 er auteur & 1 article de revue invité) – 35 communications dans des conférences à comité de lecture (dont 1 talk invité & 18 contributions orales) – 43 autres articles et communications • Responsable de la 3 D par Stéréovision pour SOHO/EIT puis STEREO/SECCHI • Collaborations – Physique Solaire : NOAA (W. Neupert), Lockheed and Martins (M. Aschwanden), OMP-Pic Du Midi (J. C. Noens, T. Roudier), NRL (J. Newmark), NASA/GSFC (J. Gurman), IAS (J. P. Delaboudinière), Obs. Paris (P. Démoulin, G. Aulanier, M. Pick), … – Imagerie et 3 D : INRIA (T. Papadopoulo), OCA (A. Bijaoui), Univ. Aston(I. Firmin), … § Organisation de Workshops pour échange de compétences l « 3 D Nice 2001 meeting » en parallèle à l’ EGS, fondateur de cette rencontre industrie-laboratoires publics, Participation de INRIA, Alcatel Space, Matra, Thompson, … l « 3 D Nice 2002 round table meeting » (organisateur principal) l « STEREO Meeting Paris 2002 » (SOC) : sélections scientifiques + table ronde sur la 3 D • Réunions Groupe européen transdisciplinaire que j’ai formé sur la 3 D Solaire intérêt: LAM (A. Llébaria), Univ. Orléans (T. Dudok Dewit), MPAe (B. Inhester), Obs. Bruxelles(F. Clette, JF Hochedez) • Article Revue invité + Financement ISSI (CH) Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000)

Thématique: Compréhension Physique Solaire & Météo de l’espace 1. Stabilité des structures (sigmoides, filaments ) § Bilan énergie & hélicité magnétique 2. Direction des CMEs § Géométrie 3 D des structures 3. Bz dirigé Sud § Prévision (Chiralité) CMEs (Éjections Coronales de Masse) ayant des effets sur Terre D’après Portier-Fozzani F. , Gontikakis C. , Dara E. , Tsinganos K. . , EGU 2004 & Portier-Fozzani et al, COSPAR 2004 Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000)

§ Résumé de mes Recherches : 1. Ejections de Masse Coronales (CMEs) : initiation & évolution 2. Conditions amenant aux éruptions solaires : Portier-Fozzani & Noens, SF 2 A 2003 Portier-Fozzani, et al. EGU 2004, COSPAR 2004 Portier-Fozzani, Schwenn, et al. , AGU 2001 3. Rôle de l’hélicité magnétique Portier. Fozzani, et al. , 2003, 2001 Dynamique des structures 5. Reconnection magnétique & évolutions de structures 1. étude de structures ouvertes et fermées : 2. Bilan énergétique T et n 3. Neupert & al. (dont Portier. Fozzani), 1998, Sol. Phys. 183, 305 -321 4. 1 er test quantitatif des modèles de boucles, chauffage non uniforme (non RTV) Portier-Fozzani F. , 1999; Portier-Fozzani et al. , 2004 Chauffage coronal 4. Structuration de la couronne solaire à partir des structures radio/EUV: (Trous coronaux) Pohjolainen, Portier-Fozzani & Ragaigne, 2000, A&A Sup Ser. , & NRO Report Les boucles coronales Aschwanden et al. , 1999, Ap. J Portier-Fozzani et al. , 2001, Sol. Phys. , + nombreux autres articles et colloques Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000) 2. Analyse de NOAA 8084 avec SOHO/EIT & CDS : conséquences pour flows et chauffage Gontikakis, Portier-Fozzani, Dara, Tsinganos, 2004, Platon Mtg. Portier-Fozzani, Tsinganos, et al. , Ad. SR, 2005

3 D pour boucles coronales => compréhension physique des structures Rotation solaire + stéréoscopie Rapport de raies d’EIT + spectroscopie avec CHIANTI 1/ Cas circulaire paramètres 3 D Températures et densités le long des boucles : Aschwanden et al. (dont Portier-Fozzani), 1999, Ap. J. 515, p. 842 -867 -paramètres 3 D Statistiques, lois d’échelles & temps caractéristiques =>Bilan énergétique 1 eres mesures permettant - Physique des boucles : bilan énergétique/chauffage coronal complet des boucles + de 60 citations ADS 2/ Prise en compte Torsion & Dynamique Portier-Fozzani F, Aschwanden M. , Démoulin P. , Neupert W. & EIT Team, 2001, Solar Physics 203, 289 -308 => Rôle de l’hélicité magnétique H = / B. A dvol, avec B=rot(A) • Emergence Torsadé injection de l’hélicité (lien soleil interne/externe) § Détorsadage pendant expansion ~ ressort en géométrie linéaire Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000) Conservation hélicité =>transfert rotation en expansion • => altitude maximum des boucles (qd détorsadé) prévision

Apport observations 3 D dans la compréhension physique des structures Comparaison observations 3 D couronne & B_extrapolé (modèle fff) Evolution des Régions Actives Portier-Fozzani F. et al. , 2004, 2005 Bilan d’hélicité magnétique / Instabilités des structures. SOHO/EIT Magnetic 3 Aug 199630 Aug. 199625 Sept 1996 field lines extrapolations Critères physiques / météo spatiale Comparaisons paramètres 3 D avec éruptions et formations des CMEs § Eruptions (GOES) correllées avec détorsadage soudain Portier-Fozzani F. et al. , 2004, 2005 § EIT 13 Oct 1999, MEDOC campaign Formation des CMEs : Torsion diminue pendant expansion (Conservation hélicité magnétique) Portier Fabrice Portier-Fozzani CNAP -Fozzani & Noens, EGS 2002 Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000) & Portier-Fozzani, Noens et al. PNST 2004

Résumé des tâches de service passées(1) Pour le service d’observation Soleil Terre : SOHO/EIT (pendant ma Thèse au LAS + nb séjours GSFC/NASA) 1. Etudes ayant donné lieu à des programmes de SSWIDL (= software mis à disposition de la communauté solaire) 1. 2. Arbitre : 1. 2. 3. Calibration ( eit_degrid_smooth ) Classement évolué (eit_imagette) Participé à la définition des séquences synoptiques d’observations + séquences scientifiques prioritaires Propositions de demandes de données (extérieurs à EIT) Suivi des demandes de données acceptées (aide calibration, nouvelles demandes de temps, …) Explications du fonctionnement de l’instrument et des observations multi-longueurs d’ondes basées sur SOHO/EIT: 1. Delaboudinière & al. (dont Portier-Fozzani), 1997, Advance in Space Research, 20 -12, p. 2231 -2237 2. Moses et al. (dont Portier-Fozzani), 1997, Solar Physics 175 (2), p. 571 -599 3. Portier-Fozzani, Maucherat and The EIT Team, 1997, PASP Conf. Ser. 150, p. 41 -47 Fabrice Portier-Fozzani CNAP 4. Portier-Fozzani et al. , 1996, PASP Conf. Ser. 111, p. 402 -06 Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000) 5. Portier-Fozzani et al. , 2001, AGU Tarbes (équipe solaire/Bass 2000)

Résumé des tâches de service passées (2) Pour le service d’observation Soleil Terre STEREO/SECCHI l (pendant 3 ans au MPAe + séjours NRL/USA) Conceptualisation des observations 3 D pour la couronne solaire » Spécificité milieu optiquement mince pour stéréovision » Nécessité des collaborations (15 ans de codes d’imagerie, à adapter selon les spécificités) groupe 3 DSun européen que je coordonne entre spécialistes d’images, de 3 D et de physique solaire » Mes principales références : 1. Portier-Fozzani F. , Papadopoulo T. , Fermin I. , Bijaoui A. , and STEREO/SECCHI 3 D Team, 2004, COSPAR Meeting (invited talk review) 2. Portier-Fozzani, Inhester et al. , 2001, Space Science Rev. , v. 97, I. 1, p. 51 3. Portier-Fozzani, Inhester et al. , 2001, SOLSPA 4. Portier-Fozzani & al. , 2002, STEREO Mtg 5. + autres meetings Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000)

§ Résumé des tâches de service passées (3) Pour les services SO 6 (relations soleil terre)+ SO 5 (base de données) l Imagerie fine • Amélioration des images par le modèle de vision multiéchelles –MVM-(décomposition en ondelettes spatiales) – Définition de l’utilisation de MVM pour les images coronales solaires (EUV + Coronographes spatiaux) 1/ Portier-Fozzani F. , Vandame B. , Bijaoui A. & al. , 2001 “A Multiscale Vision Model applied to analyze EIT images of the solar corona” , Solar Physics 201, 271 2/ Portier-Fozzani F. , et al. , EGU 2002 + ref. 3/ Portier-Fozzani F. , Bijaoui A. , et al. , 2003, SWIR Mtg l Suivi automatique des structures • Participation à la conceptualisation du programme de suivi des protubérances avec HACO (Coronographe Halpha du Pic du Midi, Soutien sol de SOHO & STEREO, Intégré au service SO 6 –Obs. du Pic du Midi & OMP, Tarbes -) » 1/ Romeuf D. , Rochain S. , Jimenez R. , Noëns J. C. , Portier-Fozzani F. , Roudier T. , Wurmser O. , l’équipe des Observateurs Associés, Koutchmy S. & Meunier N. , 2004, PNST, «Développement d’un outil d’analyse automatisé pour les images de coronographie –Pd. M/OMP» » 2/ Portier-Fozzani, Noens et al. , 2004, PNST » 3/ Portier-Fozzani & Noens, 1996, Thémis Meeting Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000) NORD SUD

§ Mon projet de recherche Thématique pour l’Avenir (PNST, OMP/Tarbes) 1/ Compréhension des initiations des phénomènes éruptifs et des éjections l Physique 2/ Description complète des relations Soleil-Terre • Valider les critères physiques sur les instabilités des structures observations 3 D observations à haute fréquence temporelle (~ sol) comparaisons avec les extrapolations force free • Comparer orientation des tubes de flux dans CMEs/chiralité des filaments l Imagerie • Structures en 3 D avec STEREO • Suivi automatique des structures (SOHO et obs. terrestres) l Observatoires Virtuels • Inclure paramètres 3 D • Automatisation des définitions des structures • Automatisation du suivi des structures (avec vision multi-échelles) Critères d’alertes pour la météo de l’espace Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000)

Projet de tâches de service (à l’OMP/Tarbes : coro actuels + futurs & BASS 2000) . Pour le service SO 5 : centre nationaux et internationaux de traitement et d'archivage des données l Par rapport aux besoins de la communauté : 1. intégration des données pour les observatoires virtuels • • Bass 2000 et coordination des bases de données solaires. Optimisation de l'intégration des archives (observatoires virtuels). • « Catalogage automatique » des structures : analyse multi-longueurs d'ondes • Suivi automatique des structures avec Modèle de Vision Multi-échelles (MVM) 2. apport des paramètres 3 D observationnels • • Phénomènes coronaux en 3 D & météorologie de l’espace. Outils et concepts 3 D Calcul & mise à disposition sur Bass 2000 de paramètres 3 D observationnels analyses et comparaisons (par ex. avec les modèles MHD, FROMAGE…) Mes tâches de service dans l’équipe solaire de Tarbes & BASS 2000 – Epauler l’équipe en place (Jacques-Clair Noens, Thierry Roudier, Nadège Meunier, …) par de nouveaux outils et expertises en traitement d'images à BASS 2000. Pour le service SO 6 : service d'observations et surveillance solaire, relations soleil-terre l 3. Obtention & pré-analyse des observations des coronographes du Pic du Midi (seconder JC Noens & le soutien sol coro de SOHO) solaire spatial+imagerie+managing d’équipe (relations Obs. Ass. ) Besoins nouveaux pour la collaboration sol-espace (STEREO, …) Fabrice Portier-Fozzani CNAP Préparation NIE 2 CS, coromagnétomètre (avec USA), Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000) Tarbes (équipe solaire/Bass 2000) & Antartique/Dôme C solaire

Préparation d’observatoires virtuels efficaces § Compréhension physique coronale • Paramètres 3 D • « Stéréovision » • prise en compte • milieu optiquement mince • dynamique • contraintes: cycle Etude 3 D des boucles, filaments, Chauffage coronal Rôle de la torsion, solaire/structures Bilan hélicité magnétique • identification des structures § Météo Spatiale et relations Soleil Terre • multi-instruments • vision multi-échelles (MVM) pour décomposer en sousstructures interprétables en vision par ordinateur Critères d’alertes (3 D + type structures) l Sigmoides, CMEs, trous coronaux Observatoires Virtuels Mise en commun d’un ensemble de données multi-instruments et sous-produits conceptualisées pour l’utilisateur Fabrice Portier-Fozzani CNAP (Bass 2000, MEDOC, …) Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000)

9 Références (caractéristiques intemporelles) 1/ Jacques-Clair Noens, Pic Du Midi, adéquation avec le poste à Tarbes : « […]Son expérience acquise dans l’équipe STEREO du MPAE a été précieuse pour mieux définir les objectifs de l’évolution de notre service d’observation. Je soutiens fortement la candidature de Fabrice Portier-Fozzani car sa venue dans le SO couronne est nécessaire[…] » 2/ Albert Bijaoui, OCA, spécialiste imagerie …] Il a su mettre très efficacement une méthode d’analyse des images […] suis convaincu qu’il peut jouer un rôle très important dans l’archivage, le traitement et l’analyse des futures données solaire. Je le recommande donc, sans hésitation, . » 3/ Thierry Dudok de Wit, PNST, spécialiste météorologie de l'espace Son travail a permis à la communauté d’avoir une méthodologie et des outils utiles[…]. Je souhaite relever ici l’ouverture et la grande capacité d’adaptation de M. Portier-Fozzani, ce qui lui a permis de développer une recherche féconde à l’interface entre des communautés différentes. J’appuie donc vivement la candidature de M. Portier-Fozzani. » 4/ Iris Fermin, Aston University, UK, spécialiste imagerie & vision cognitive « He succeeds in interesting people of the vision community to his application, and because of his strong background in image processing he has been able to build and maintain successful collaborations. […] It is very interesting to work with him, while he builds collaboration in which everybody can take advantage of it, and because of his ability to speak the technical and conceptual languages of two communities, that's makes the aim of the work even more interesting. That helps also to build new concepts and I have been impressed by his way of finding interesting ideas in areas which are not his main expertise domain. » Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000)

9 Références (caractéristiques intemporelles) 5/ Roger Malina, LAM et Univ. Berkeley, «[…] sens des phénomènes physiques et sa maîtrise des différentes techniques. […] preuve d'aptitudes d'analyse, d'imagination et de justesse dans le choix des solutions […] maîtrisant la complexité des données et des outils d'interprétation. » 6/ Markus Aschwanden, Lockheed & Martins Solar Lab. , USA co-auteur de la méthode des boucles « It is my pleasure to write a letter of recommendation […] for his application to the astronomer position […] on the pic du midi solar observatory. […] Fabrice’s work has always struck me as innovative, unconventional and ambitious. » 7/ Pascal Démoulin, LESIA (ex-DASOP), Meudon, Théoricien sur le champ magnétique «F. Portier-Fozzani a réussi à finaliser plusieurs recherches[…], il a su trouver les collaborations nationales et internationales adéquates pour développer ses recherches. » 8/ André Jean Maucherat, LAM, co-directeur de thèse « Confiant dans ses responsabilités, l'équipe SOHO/EIT lui a demandé d'arbitrer certaines demandes de temps de l'instrument EIT. Il a fait ce travail de manière sérieuse, n'hésitant pas à assurer le suivi (déroulement des observations et utilisation scientifique des données) » 9/ Werner Neupert, NOAA, USA, Spécialiste de la physique solaire « In his research he was able to […]extend the coronal loop modeling techniques […]to infer the helicities of coronal loops and their changes with time. That was an original work, which he pursued with talent and energy. […] he has an excellent background in the physics of the solar corona and an understanding […]enable him to make significant contributions in his area of research. » Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000)

Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000)

Filaments Torsadés § Formation des CMEs l 13 Oct 1999 (Campagne MEDOC) l Torsion diminue pendant expansion • Conservation hélicité magnétique SOHO/ EIT Fe XII Time ---> Portier-Fozzani & Noens, EGS 2002 & Portier-Fozzani, Noens et al. PNST 2004 HACO : Halpha Coronograph Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000) (Obs. Pic du Midi/ OMP)

Using MVM for extracting (image decomposition definition) and matching structures Correlations obtained § § Strategy to define : using the different planes (“spatial frequencies/wavelets“) 6 Nov 1999 6: 00 & 10: 00 wavelet plane 4 Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000) Portier-Fozzani et al. , 2002, EGS

Space Weather Forecasting a/ CME Warning System Halo CME observation SOHO/LASCO Activity in “dangerous region“ Flare Level: X-ray flux (GOES-8/GOES-10) Locations: SOHO/EIT Disappearing filament Hα-images (ground solar observatories) 3 D + time sequence Ex : Space (EIT) + GBO (Pic Du Midi Coronagraphs) CME WARNING! CME speed & estimate of arrival time to 1 AU ~1. 5 – 4 days Example : alert for isolated substorms L 1 (1 h ahead) ε > 1011 W and BZ < 0 for at least 20 min Portier-Fozzani et al. , 2004, COSPAR b/ Coronal Holes influences Portier-Fozzani et al, 2002, Ecole d’Oléron Fabrice Portier-Fozzani CNAP Expansion of open field lines Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000) Team Nina, 2002, Alpbach Summer School

Magnetic flux for the helicity computation Portier-Fozzani et al. , COSPAR 2004 + prep. § Magnetic Flux l l l April 7 th @ 12: 30 UT, April 7 th @ 14: 27 UT, April 8 th @ 01: 30 UT 5. 48 x 1025 Mx , 5. 52 x 1025 Mx , 5. 6 x 1025 Mx 1 ARL (sigmoid) twisted, Previous ARL + Arcade emerging AR Emergence of new AR Change of topology Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000)

Short time evolution (April 7 th, 1997) : Portier-Fozzani et al. , in prep. Magnetic Reconnection : sigmoid + new ARL arcade + Flare & CME Extrapolation of the magnetic field and best fit versus EIT images based on April 7 th, 1997 at 12: 51 UT Alpha = 3. 1 Observed value for the sigmoid Twist= +112 degrees, R= 65 Mm April 8 th, 1997 at 01: 36 UT (after relaxation and short time events) Alpha = 0. 8 Fabrice Portier-Fozzani CNAP Tarbes (Equipe solaire/Bass 2000) = H H + H Helicity Summary Hbefore after sigmoid new AR = Harcade + Heruptive event