Simulation numérique d'un écoulement bidimensionnel de glace polaire présentant une anisotropie induite évolutive. - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 1999

Simulation numérique d'un écoulement bidimensionnel de glace polaire présentant une anisotropie induite évolutive.

Abstract

Observations of crystal orientations on deep ice-cores from Antactica and Greenland have shown that polar ice acquires a fabric, characteristic of the strain-history it has undergone. Since the viscoplastic behaviour of the ice single crystal is strongly anisotropic, the macroscopic anisotropic behaviour of polycrystalline ice depends on the preferred orientation of its grains. At the scale of the ice polycrystal, the ice fabric is described by a continuous orientation distribution function (ODF) and the mechanical behaviour is obtained by assuming a linear transversely isotropic behaviour of each grain and a uniform state of stresses in the polycrystal (static model). With these assumptions, we have developped analytical results for the behaviour of the polycrystal and its fabric evolution, which allows the description of the fabric with only three parameters. At the scale of the ice sheet, the velocity and fabric fields of the stationary flow are solved by using a coupled method: - for a given fabric field, the corresponding velocity field is computed by the finite element method, - for a given velocity field, the corresponding field of fabrics is obtained by calculating fabric evolution along the flow streamlines, this two steps process being iterated until convergence is achieved. We show the influence of both temperature field and grain behaviour on fabric developpement in the ice sheet. We apply our model to the flow line going from GRIP to GISP2
L'observation de l'orientation des grains des carottes forées en Antarctique et au Groenland montre que la glace polaire acquiert une fabrique représentative de l'histoire des déformations qu'elle a subies. Le comportement viscoplastique du cristal de glace étant fortement anisotrope, il en résulte une anisotropie macroscopique du polycristal qui dépend des orientations préférentielles des grains qui le composent. A l'échelle du polycristal, le comportement viscoplastique est obtenu par homogénéisation sur tous les cristaux, en supposant leur comportement linéaire orthotrope de révolution et une répartition homogène des contraintes dans tout le polycristal (modéle statique). La fabrique du polycristal est décrite par une fonction continue de distribution des orientations (ODF). Avec ces hypothèses, nous avons obtenu des résultats analytiques pour le comportement orthotrope d'un polycristal et l'évolution de sa fabrique, qui permettent de représenter la fabrique par une ODF ne dépendant que de trois paramètres. A l'échelle de la calotte polaire, les champs de vitesses et fabriques de l'écoulement stationnaire sont calculés par une méthode couplée, qui alterne : - le calcul des vitesses, pour un champ de fabriques donné, par la méthode des éléments finis, - le calcul de la fabrique, pour un champ de vitesses donné, par une méthode qui utilise les lignes de courant de l'écoulement, jusqu'à ce que la convergence soit atteinte, à la fois sur les vitesses et la fabrique. Nous étudions l'influence du champ de températures et du comportement du grain sur la formation des fabriques au sein des calottes polaires. Le modèle est appliqué à la ligne d'écoulement GRIP-GISP2 (Groenland Central) et les résultats sont comparès aux mesures de terrain.
Fichier principal
Vignette du fichier
These-Gagliardini-1999.pdf (3.08 Mo) Télécharger le fichier
Loading...

Dates and versions

tel-00701282 , version 1 (25-05-2012)

Identifiers

  • HAL Id : tel-00701282 , version 1

Cite

Olivier Gagliardini. Simulation numérique d'un écoulement bidimensionnel de glace polaire présentant une anisotropie induite évolutive.. Glaciologie. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 1999. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00701282⟩
127 View
170 Download

Share

Gmail Mastodon Facebook X LinkedIn More