Recherche Avancée

Thèse soutenue

Modélisation mécanique de la source des séismes glaciaires en régions polaires

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Auteur / Autrice : Pauline Bonnet
Direction : Anne Mangeney, Olivier Castelnau
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la terre et de l'environnement
Date : Soutenance le 07/06/2021
Etablissement(s) : Université Paris Cité
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la terre et de l'environnement et physique de l'univers (Paris ; 2014-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UMR-Institut de physique du globe de Paris (2005-....)
Jury : Président / Présidente : Guilhem Barruol
Examinateurs / Examinatrices : Guilhem Barruol, Angelika Humbert, Fabian Walter, Julie Deshayes
Rapporteurs / Rapporteuses : Angelika Humbert, Fabian Walter

Résumé

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L’estimation du bilan de masse des calottes polaires est un enjeu actuel pour appréhender l’évolution rapide de ces masses glaciaires sous l’effet du changement climatique. Le vêlage d’icebergs représente une part importante de la perte de masse des glaciers du Groenland. Leur retournement proche du terminus déstabilise les glaciers. A l'aide d'un modèle de référence de dynamique des fluides, nous avons quantifié et caractérisé l’interaction entre l’eau et un iceberg qui se retourne, et validé et amélioré un modèle simplifié de retournement d'iceberg. Puis nous avons construit et validé un modèle éléments finis qui reproduit la réponse d’un glacier à la force de contact d’un retournement d’iceberg au terminus et qui inclut plusieurs rhéologies de l’interface glacier/lit rocheux et une loi de comportement visco-élastique de la glace. A l'aide de ce modèle complet, nous avons reproduit les déplacements en surface et les efforts à la base du glacier et analysé l’influence des paramètres sur la réponse du glacier. Nous avons d’abord modélisé un glacier avec une géométrie idéalisée. Puis nous avons modélisé un glacier réel, le glacier Helheim, et pour cela nous avons ajusté les paramètres du modèle à l’aide de résultats d’un modèle de référence pour l’écoulement des glaciers. On observe une dépendance forte de l’amplitude des déplacements en surface avec le module d’Young de la glace et la longueur de la langue flottante, mais également une signature des paramètres de la viscosité et des lois de frictions sur ces déplacements. Les résultats obtenus avec le modèle complet ouvrent des perspectives intéressantes sur l’estimation des paramètres de la rhéologie, de la géométrie et des lois de frottement basales à l’aide de comparaison avec des observations sur le terrain.