Convection thermique dans un fluide visqueux hétérogène : phénoménologie, lois d'échelle et applications aux systèmes terrestres - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2003

Convection thermique dans un fluide visqueux hétérogène : phénoménologie, lois d'échelle et applications aux systèmes terrestres

Michael Le Bars

Résumé

The Earth's mantle is heterogeneous but the characteristics of its reservoirs are not constrained. We have thus studied a simple system, where two miscible fluids with different densities and viscosities are subjected to a destabilizing temperature contrast. At low buoyancy number B (ratio of the stabilizing chemical to the destabilizing thermal density anomalies), convection develops over the whole tank depth; when B is large, the two layers convect separately. In both cases, mixing progressively takes place, but numerous transient behaviors are possible. Of particular interest is the pulsatory dynamics, where the interface deforms in large domes moving up and down quasi-periodically. In the Earth, our analogical model suggests an evolution from a `two-layered' model towards a `one-layer' model. A pulsatory dynamics provide a simple explanation for the long-term episodicity in planetary interiors.
Le manteau terrestre est hétérogène, mais les caractéristiques de ses réservoirs sont inconnues. Nous avons donc étudié un système simple, dans lequel deux fluides miscibles de densités et de viscosités différentes sont soumis à un contraste thermique déstabilisant. À faible nombre de flottabilité B (rapport entre la stratification chimique et l'anomalie thermique de densité), la convection se développe sur l'intégralité du système, tandis qu'à B plus fort, les fluides convectent séparément. Dans les deux cas, le mélange prend place progressivement. Plusieurs comportements transitoires sont cependant possibles, parmi lesquels le régime pulsatif où de grands dômes oscillent sur toute l'épaisseur du système. Sur Terre, notre modèle analogique suggère une évolution depuis un régime à deux couches vers un régime à une couche. Une dynamique pulsative serait susceptible de fournir une explication simple aux grandes pulsations géologiques enregistrées sur les planètes terrestres.
Fichier principal
Vignette du fichier
tel-00002530.pdf (5.73 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates et versions

tel-00002530 , version 1 (11-03-2003)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00002530 , version 1

Citer

Michael Le Bars. Convection thermique dans un fluide visqueux hétérogène : phénoménologie, lois d'échelle et applications aux systèmes terrestres. Géologie appliquée. Institut de physique du globe de paris - IPGP, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00002530⟩
263 Consultations
332 Téléchargements

Partager

Gmail Facebook X LinkedIn More