Interaction Surface-Atmosphère en Planétologie Comparée : Application à la formation des dunes.

• Main Author: Reffet, Erwan
• Language: FRE
• Published: Université Paris-Diderot - Paris VII 2010
• Subjects: [SDU:ASTR:EP] Sciences of the Universe/Astrophysics/Earth and Planetary Astrophysics; [PHYS:ASTR:EP] Physics/Astrophysics/Earth and Planetary Astrophysics; Sciences planétaires; Surface; Interaction; Dunes; Titan; Mars; Terre; Modélisation
• Online Access: http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00656378; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/65/63/78/PDF/These_Reffet.pdf; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/65/63/78/ANNEX/Movie_Barchan.wmv; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/65/63/78/ANNEX/Movie_Barchanoids_Morphing.wmv; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/65/63/78/ANNEX/Movie_BarPar_025.wmv; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/65/63/78/ANNEX/Movie_BarPar_145.wmv; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/65/63/78/ANNEX/Movie_BarPer_025.wmv; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/65/63/78/ANNEX/Movie_BarPer_145.wmv; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/65/63/78/ANNEX/Movie_Chestnut_120.wmv; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/65/63/78/ANNEX/Movie_FlatBed_033.wmv; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/65/63/78/ANNEX/Movie_FlatBed_084_L.wmv; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/65/63/78/ANNEX/Movie_FlatBed_084_T.wmv; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/65/63/78/ANNEX/Movie_FlatBed_135.wmv; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/65/63/78/ANNEX/Movie_Parabolic.wmv; http://tel.archives-ouvertes.fr/docs/00/65/63/78/ANNEX/These_Reffet_Light.pdf

Dans ce manuscrit, nous nous intéressons aux interactions entre surface et atmosphère et plus spécifiquement à la formation de dunes dans le Système Solaire. Pour mener notre étude, nous procédons à des expériences en laboratoire qui reproduisent des dunes à l'échelle réduite et de manière contrôlée. Ces expériences sont accompagnées d'une étude par modélisation numérique. Ces deux outils nous permettent d'étudier la formation des dunes mais également d'en suivre l'évolution. En utilisant des régimes bimodaux et symétriques de vents, nous mettons en évidence la formation de champs de dunes transverses et de champs de dunes longitudinales pour de faibles et grandes séparations angulaires respectivement. Notre étude montre que la transition entre ces deux domaines se situe proche d'un angle de 90° mais dépend de la période choisie pour le régime de vents par rapport au temps caractéristique d'adaptation des structures. Cette transition est décalée vers les faibles séparations angulaires pour les courtes périodes et s'accompagne d'un mûrissement plus rapide des structures longitudinales. L'étude sur les champs de dunes est approfondie par un travail sur les dunes isolées qui souligne la différence de stabilité des dunes transverses et longitudinales à long terme. Les premières deviennent instables et se cassent en barchanes (ou barchanoïıdes) lorsque l'apport de sable, ou la quantité de sable mobilisable, est trop faible alors que les dunes longitudinales restent stables. Sous ces régimes bimodaux de vents, l'évolution d'un tas de sable aboutit à une grande diversité de morphologies. Des barchanoïdes, dont l'aspect évolue avec l'augmentation de l'angle entre les vents, sont formées pour de faibles séparations angulaires. Pour un angle de 90° une dune en forme de "châtaigne" est modelée et une extension longitudinale se développe pour des angles plus importants soulignant le côté attracteur de la structure longitudinale pour ce domaine de régimes de vents. Enfin, nos résultats permettent d'utiliser les dunes pour contraindre les régimes de vents lorsque des mesures directes ne sont pas possibles. Ainsi, elles représentent une contrainte à l'échelle globale sur Titan et nous donnent des informations locales à la surface de Mars.