Méthodes sismologiques pour l'étude de la fracturation dans les glaciers alpins : glaciers d'Argentières et du Gorner

par Pierre-François Roux

Thèse de doctorat en Géophysique

Sous la direction de Jean-Luc Got et de David Marsan.

Soutenue en 2008

à Chambéry .


  • Résumé

    Le mouvement des glaciers alpins est fortement conditionné par un grand nombre de processus complexes, alliant a la fois l'hydrologie, la mécanique, la thermodynamique, et dont la taille caractéristique peut varier de l'échelle microscopique à l'échelle macroscopique. Les mécanismes de fracturation peuvent être associés à des causes aussi nombreuses que diverses : frottement basal, ouverture de crevasses, variations de la température (fracturation thermique), variations de hauteur d'eau (fracturation hydraulique). Dans tous les cas, il a été démontré par le passé que la fracturation était génératrice de sismicité, enregistrable a l'aide de sismomètres. Cette sismicité permet par conséquent l'auscultation des conditions mécaniques d 'un glacier, et en particulier son champ de contrainte. Nous nous proposons, dans ce travail, d'appliquer des méthodes sismologiques inédites pour l'étude et la caractérisation de la fracturation dans les glaciers alpins, au travers de deux exemples (Ie glacier d'Argentière, dans Ie massif du Mont-Blanc, et le glacier du Gorner, dans Ie massif du Mont Rose, en Suisse). La 1ocalisation des sources a été effectuée par Ie biais de techniques d'antennes. Dans ce cadre, nous avons développé line méthode de recherche sur grille, bien adaptée à ces objets de taille limitée. Cette dernière permet Ie calcul de la densité de probabilité complète de la position de l'hypocentre. Elle nous a permis de mettre en évidence une activité sismique en essaim sur Ie glacier d'Argentière, et dont il a été possible de calculer une magnitude locale. Nous avons également montré que les séismes profonds ayant lieu au glacier du Gorner sont localisés à proximité immédiate de l'interface glace - roche. Parallèlement, d'autres techniques (corrélation de bruit, beam-forming) nous ont permis de préciser l'information obtenue par la méthode de recherche exhaustive.

  • Titre traduit

    Seismological methods to study fracturing processes in Alpine glaciers : Argentière and Gorner glaciers


  • Résumé

    Alpine glaciers' motion results from a number of complex mechanisms involving hydrology, mechanics and thermodynamics on microscopic to kilometre-sized scales. Fracturing can be linked with a wide variety of causes : basal friction, opening of crevasses, variations in temperature (thermo-fracturing), changes in water pressure (hydro-fracturing). Previous studies showed that fracturing generated seismic waves that could be recorded using seismometers. Passive seismic studies therefore allow for probing the in situ mechanical properties of a glacier. In this work, we intend to apply new seismological methods the study and characterize fracturing processes in alpine glaciers. To this effect, we focused on two specific sites (Glacier d' Argentière, Mont-Blanc, France, and Gornergletscher, Valais, Switzerland). Source location was performed using array techniques. Within this framework, we developed a grid-search method that is well suited for such sites. This method yields the whole hypocenter probability density function. It allowed us to bring to light a clustered seismic activity on glacier d'Argentière. In this specific case, events' local magnitude could be determined. We also showed that deep events recorded on the Gornergletscher were located nearby the ice - rock interface. In the same way, other techniques (noise correlation, beamforming) allowed us to enhance the information already obtained via the exhaustive grid-search method.

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Cette thèse a donné lieu à une publication en 2008 par [CCSD] [diffusion/distribution] à Villeurbanne

Méthodes sismologiques pour l'étude de la fracturation dans les glaciers alpins : glaciers d'Argentières et du Gorner

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  • Détails : 1 vol. (185 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 169-185

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