Rhéologie des glaciers rocheux dans le changement climatique

par Samia Melki

Projet de thèse en 2MGE : Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie

Sous la direction de Dominique Daudon, Xavier Bodin et de Emmanuel Thibert.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire Sols, Solides, Structures et Risques (laboratoire) depuis le 01-11-2018 .


  • Résumé

    Rhéologie des glaciers dans le contexte du changement climatique : dans le contexte du changement climatique, les montagnes alpines sont affectées par des processus géomorphologiques dont l'évolution est partiellement conditionnée par la déstabilisation des glaciers rocheux. Environ 11% des glaciers rocheux des Alpes françaises sont potentiellement déstabilisés. Ces phénomènes peuvent générer des risques pour les territoires (Bodin et al. 2015, Marcer et al. 2018). De plus, l'évolution rapide depuis les années 1990, décrivant une accélération des vitesses de surface de divers glaciers rocheux, suggère un contrôle climatique (Kääb et al. 2007). En France, des mesures expérimentales de fluage sur le glacier du Laurichard ont été effectuées depuis 1984 et montrent une évolution en corrélation avec l'augmentation de la température (Thibert et al., 2018). dans notre travail, cette base de données est utilisée pour comprendre le comportement mécanique des glaciers rocheux et rétro-analyser certains modèles proposés. Un coefficient de corrélation entre les anomalies de température de surface du sol et les changements de vitesse de surface horizontale, jusqu'à 0,94 dans la zone centrale de Laurichard, est illustré dans ce travail. Pour les résultats précédents, un modèle d'analyse statistique déjà validé pour certains glaciers rocheux en Suisse a été utilisé (Staub et al., 2015). Sur la base de la loi de flux de Glen, Arenson et Springman (2005) ont fourni un modèle pour les sols gelés riches en glace qui décrit un comportement thermomécanique prenant en compte les effets de la température et du contenu en glace: environ -2 ° C, une déformation visqueuse accélérée est reproduit. En utilisant ce modèle pour les glaciers rocheux, un changement de comportement significatif est identifié dans le cas Laurichard. Ensuite, les premières simulations numériques sont présentées conformément au modèle Arenson pour les glaciers rocheux. Des études complémentaires sont nécessaires pour comprendre le rôle de l'eau dans la rhéologie du fluage, car (Cicoira et al. 2019) ont démontré que le forçage de la température, par conduction de la chaleur, n'est peut-être pas le seul processus déterminant des variations de l'écoulement des glaciers rocheux.

  • Titre traduit

    Rock glaciers rheology in the climate change


  • Résumé

    Rock glaciers rheology in the climate change : In the context of climatic change, alpine mountains are affected by geomorphological processes whose evolution is partly conditioned by the destabilization of rock glaciers. About 11% of rock glaciers in French Alps are potentially destabilized. These phenomena, can generate risks for territories (Bodin et al. 2015, Marcer et al. 2018). Furthermore, the rapid evolution since the 1990's describing an acceleration of the surface velocities of various rock glaciers suggests climatic control (Kääb et al. 2007). In France, experimental creep measurements on the Laurichard rock glacier have been made since 1984 and show an evolution in correlation with the temperature increase (Thibert et al., 2018). in our work, this data base is used to understand the mechanical behavior of rock glaciers and retro-analyze some proposed models. A correlation coefficient between the ground surface temperature anomalies and changes in the horizontal surface velocity, up to 0.94 in the central zone of Laurichard, is illustrated in this work. For the previous results, a statistical analysis model already validated for some rock glaciers in Switzerland was used (Staub et al., 2015). Based on Glen's Flow Law, Arenson and Springman (2005) provided a model for ice-rich frozen soils that describes a thermo-mechanical behavior taking into account the effects of temperature and ice content : around -2°C, an accelerated viscous deformation is reproduced. Using this model for rock glaciers, a significant behavior change is identified in Laurichard case. Then first numerical simulations are shown in accordance with the Arenson model for rock glaciers. Further investigations are required to understand the role of water in creep rheology as (Cicoira et al. 2019) demonstrated that temperature forcing, through heat conduction, may not be the only governing process of variations in rock glacier flow.