Dynamique des instabilités gravitaires par modélisation et télédétection: Applications aux exemples martiens - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2010

Mass Wasting Processes Dynamics by Modeling and Remote-Sensing: Application to Martian Cases

Dynamique des instabilités gravitaires par modélisation et télédétection: Applications aux exemples martiens

Résumé

Slope instabilities take part in weathering and transport processes at the surface. The runout distance is extensively used in analysis of landslide dynamics and in the calibration of the rheological parameters involved in numerical modelling. However, the unknown impact of the uncertainty in the shape of the initial released mass on the runout distance and on the overall shape of the deposit questions the relevance of these approaches. Indeed, the shape of the initial scar is generally unknown in real cases. Our study is based on numerical simulations coupled with remote sensing data analysis. The model used in this study has been intensively compared with laboratory experiments and well constrained natural cases in order to establish its range of use. We have also developed a pre-event topographic reconstruction method using remote sensing data allowing the study of the topographic and initial failure plane geometry effects. We show that the runout distance is a robust parameter that is only poorly affected by the initial scar geometry. On the contrary, the extent of the deposits perpendicular to the main mass displacement direction is shown to be controlled by the scar geometry, providing a unique tool to retrieve information of the initial failure geometry, as well as on the released volume. A feedback analysis of Martian landslides shows excellent agreement between numerical results and geomorphological evidence, providing insight into the initial landsliding conditions. In addition, we introduce a new empirical dissipation parameter allowing a good prediction of the runout in the simulation without any calibration for a given geological context.
Les instabilités gravitaires contribuent aux processus de transport de matière à la surface des planètes et constituent des risques importants pour les populations sur Terre. Afin d'apporter des contraintes sur la dynamique des instabilités gravitaires, notre étude se base sur le couplage entre simulation numérique et analyse des données par télédétection. Le modèle utilisé s'est montré capable de reproduire des ob- servations en laboratoire ainsi que la dynamique enregistrée par des signaux sismiques pour un exemple terrestre. En outre, nous avons développé une méthode de reconstruction topographique pré-glissement en utilisant les données satellitaires afin d'étudier les effets des conditions initiales. En effet, la distance d'arrêt (runout) des dépôts est très largement utilisée dans l'analyse de la dynamique des glissements de terrain ainsi que dans la calibration des paramètres rhéologiques impliqués dans la modélisation, et ce malgré les incertitudes sur la géométrie initiale. Nous montrons par des tests théoriques que le runout est faiblement affecté par la géométrie du plan de rupture. Au contraire, l'extension latérale se révèle être contrôlée par la géométrie initiale ce qui fourni un cadre unique pour remonter également au volume initial. L'application aux exemples martiens apporte des contraintes sur les conditions de mise en place et ouvre de nouvelles perspectives pour la compréhension de la dynamique de ces processus. En outre, nous introduisons un nouveau paramètre de dissipation empirique indépendant de la topographie permettant, sans calibration, de retrouver par la simulation la bonne distance de runout dans un contexte géologique donné.
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Dates et versions

tel-00503212 , version 1 (16-07-2010)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00503212 , version 1

Citer

Antoine Lucas. Dynamique des instabilités gravitaires par modélisation et télédétection: Applications aux exemples martiens. Géophysique [physics.geo-ph]. Institut de physique du globe de paris - IPGP, 2010. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00503212⟩
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