2020 |
Ruin, I. (2020). Mobilités quotidiennes et crues éclair : Une rencontre à haut risque. Habilitation thesis, Université Grenoble Alpes, .
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2019 |
Uzu, G. (2019). Le potentiel oxydant des aérosols, une métrique d'exposition sanitaire de la pollution atmosphérique. Habilitation thesis, Université Grenoble Alpes, Grenoble.
Abstract: En quelques décennies, la qualité de l'air est devenue un problème majeur de santé publique pour toutes les sociétés, tant au Sud, qu'industrielles et développées . Des études épidémiologiques ont établi que la majeur partie des effets chroniques sanitaires résultant de la pollution de l'air sont attribuables aux particules . La plupart de ces études et la réglementation actuellement en vigueur en Europe utilisent la concentration massique des PM (pour Particulate Matter) comme indicateur et outil d'alerte sanitaire. Cependant, il est maintenant clair qu'une grande partie de la masse des particules ambiantes est constituée de composants de faible toxicité, tandis que les espèces réactives en trace peuvent être des contributeurs majeurs à leur toxicité. Il est de plus, évident que la composition, la spéciation chimique, la taille, l'état de surface et la solubilité des particules influencent fortement les effets pro-inflammatoires et les affections qui en découlent. La plupart de ces paramètres ne sont pas efficacement intégrés dans la mesure de la concentration massique de PM. La masse n'est donc sans doute pas le meilleur marqueur de l'impact sur la santé des particules atmosphériques bien qu'elle soit la mesure réglementaire pour prévenir l'exposition des populations.
Cependant, il n'existe pas encore de consensus sur une métrique alternative ou complémentaire qui fournirait des informations pertinentes sur les risques pour la santé, et qui pourrait être normalisée pour une utilisation dans le cadre réglementaire de surveillance de la qualité de l'air. La caractérisation de la spéciation chimique des particules est une option intéressante, mais sa mesure est longue et coûteuse, et de toute façon incomplète, puisque les particules renferment des centaines d'espèces chimiques différentes. Une autre option est la mesure du nombre de particules mais les technologies disponibles ont des seuils de coupure très bas, difficiles à calibrer et à maintenir, et les compteurs optiques présentent des artefacts pour les petits diamètres qui limitent leur fiabilité.
La communauté de chimie atmosphérique se penche depuis 2005 sur une mesure intégrative de plusieurs caractéristiques des PM en lien avec les effets sanitaires : la capacité intrinsèque des particules à oxyder un milieu biologique, dénommée “potentiel oxydant” des aérosols.
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2018 |
Boudevillain, B. (2018). Caractérisation et estimation quantitative des précipitations atmosphériques par la télédétection. Habilitation thesis, Université Grenoble Alpes, Grenoble.
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Vischel, T. (2018). Détection, attribution et projection des changements hydro-climatiques en Afrique de l'Ouest. Habilitation thesis, Université Grenoble Alpes, Grenoble.
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2017 |
Six, D. (2017). Sensibilité des glaciers au climat : observations et modélisations. Habilitation thesis, Université Grenoble Alpes, Grenoble.
Abstract: Les glaciers constituent un des rares marqueurs naturels de l'évolution du climat. Aujourd'hui, la quasi-totalité des glaciers du monde est actuellement en phase de récession. Un suivi de long terme est impératif pour documenter correctement les relations climat/glaciers afin de détecter les changements climatiques actuels, documenter l'évolution du climat au cours des siècles passés et prévoir leurs évolutions futures et les impacts associés. Le Service National d'Observation GLACIOCLIM est un outil permettant de documenter l'impact du changement climatique dans des régions contrastées. La stratégie d'observation, calquée sur la coordination internationale de la communauté glaciologique, permet d'offrir des séries parmi les plus longues et les plus documentées au monde. Responsable de ce Service d'Observation et des entités qui en découlent (notamment les SOERE), je suis à la fois opératrice et utilisatrice des données. Nos travaux sur ces données montrent que l'évolution des glaciers Alpins présentent une phase de récession depuis la fin du Petit Age de Glace (1820 environ) mais qui n'a pas été continue sur le 20ème siècle. On note un signal climatique commun à tous les glaciers des Alpes sur 50 ans et sur 400 km de distance, mais ayant des particularités suivant les années. Ces particularités sont liées à des différences climatiques régionales ou aux rétroactions de l'albédo qu'il convient d'étudier. Depuis 1985, la perte de volume est forte et est en partie seulement expliquée par une hausse de températures estivales. De plus, une accélération de la perte de masse est constatée depuis le début des années 2000. Pour comprendre cette accélération, il faut analyser la sensibilité des bilans saisonniers au climat, tant par des méthodes empiriques que physiques. Une attention particulière est apportée à l'étude de la distribution et la variabilité des précipitations en montagne. Le net déséquilibre (bilans de masse négatifs) observés sur les dernières décennies impliquera que la plupart des glaciers dans le monde vont très fortement être affectés et perdront de la masse dans le futur même si le climat restait stable.
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2016 |
Cohard, J. M. (2016). Contribution a l'étude du cycle de l'eau en milieu complexe : Observation et modélisation de la variabilité spatiale et temporelle de l'évapotranspiration. Habilitation thesis, Université Grenoble Alpes, Grenoble.
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Condom, T. (2016). Fonctionnement hydrologique de bassins versants englacés dans les Andes tropicales et les Alpes en lien avec le climat: de l'étude des processus à la modélisation. Habilitation thesis, Université Grenoble Alpes, Grenoble.
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Favier, V. (2016). Observation et modélisation régionale de l'évolution de la cryosphère. Habilitation thesis, Université Grenoble Alpes, Grenoble.
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Martinerie, P. (2016). Modélisation de la composition des atmosphères anciennes et des atmosphères polaires. Habilitation thesis, Université Grenoble Alpes, Grenoble.
Abstract: Le fil conducteur de mes recherches post thèse est l'application d'outils de modélisation à l'interprétation d'enregistrements glaciaires en termes de composition atmosphérique. Les carottes de glace polaire fournissent une archive unique des atmosphères passées à des échelles de temps couvrant les grands cycles climatiques glaciaire- interglaciaire, ainsi que la montée des sources de pollution depuis l'ère préindustrielle. Mes travaux ont été motivés par la compréhension de séries de données acquises au LGGE ou en collaboration avec le LGGE à l'aide de modèles de physico-chimie de l'atmosphère et des névés polaires. Récemment, le développement de mesures de traces gazeuses à très haute résolution a ouvert de nouveaux champs d'investigation à la fois en termes de processus de piégeage des gaz et de compréhension des variations rapides du climat.
Je me suis formée à la modélisation de la physico-chimie atmosphérique en post-doctorat au NCAR (Boulder, USA). J'y ai réalisé une étude de l'impact des changements glaciaire – interglaciaire en gaz à effet de serre sur la chimie troposphérique et stratosphérique, puis j'ai poursuivi l'utilisation de ce modèle au LGGE. Les trois thèses soutenues que j'ai co-encadrées ont utilisé d'autres modèles, mieux adaptés à l'étude d'espèces à courte durée de vie : un modèle en boite de chimie en phases gaz et liquide visant à comprendre les enregistrements d'acides carboxyliques provenant de panaches de feux de forêts au Groenland, et le modèle de circulation atmosphérique générale LMD-ZT couplé à un module de chimie du soufre, appliqué à la compréhension du cycle du soufre en Antarctique.
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Nemery, J. (2016). Sources et dynamique du transfert des sédiments en suspension et des éléments biogènes (C, N, P) dans les bassins versants anthropisés. Habilitation thesis, Université Grenoble Alpes, Grenoble.
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Pellarin, T. (2016). Apport de la télédétection spatiale de l'humidité du sol pour l'étude du cycle de l'eau. Habilitation thesis, Université Grenoble Alpes, Grenoble.
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2015 |
Cosme, E. (2015). Méthodes d'assimilation rétrospective de données et application à l'océanographie. Habilitation thesis, UJF-Grenoble 1, Grenoble.
Abstract: L'assimilation de données a pour objectif de combiner différentes sources d'information sur un système –des observations et un modèle, généralement− pour en obtenir la meilleure description possible. Les méthodes d'assimilation sont nombreuses, mais le choix d'une méthode est guidée d'une part par le problème à résoudre, d'autre part par la différence de nature entre les observations et le modèle.
L'océanographie moderne, notamment sa branche opérationnelle, est caractérisée par des modèles de grande taille, coûteux, et un réseau d'observations très peu dense en comparaison de la résolution spatiale et temporelle des modèles. Dans la perspective de construire des réanalyses de la circulation de l'océan à haute résolution, la méthode d'assimilation doit être relativement peu coûteuse en moyens de calcul tout en tirant le profit maximal des observations existantes. Ainsi, pour estimer l'état de l'océan d'un jour donné, il faut idéalement tenir compte des observations futures. L'assimilation de ces observations est alors rétrospective.
L'essentiel de ma présentation portera sur le développement de ces méthodes d'assimilation rétrospectives de données. Dans un premier temps, je présenterai ces méthodes dans un formalisme général (Bayésien) puis dans le formalisme appliqué aux méthodes habituellement utilisées en océanographie, et plus généralement en géophysique. Dans un second temps, j'illustrerai les bénéfices de cette assimilation rétrospective de données en océanographie, d'abord dans le cadre d'une circulation océanique idéalisée, puis avec un modèle réaliste de la circulation en Atlantique Tropical.
Je consacrerai aussi une part significative de mon exposé aux recherches que j'ai amorcées récemment et que je propose de conduire dans le futur, portant sur l'assimilation des observations océaniques de nouvelle génération : couleur de l'eau et altimétrie et à large fauchée. Ces observations présenteront une nature singulièrement différente des observations actuelles, puisqu'elles seront de très haute résolution, localement denses en surface mais très peu denses en profondeur et/ou en temps. Je décrirai les quelques pistes que j'ai commencé à explorer, et celles que j'envisage d'explorer, pour développer les méthodes d'assimilation spécifiques à ces observations.
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Durand, G. (2015). Dynamique des glaciers émissaires polaires : des processus aux projections. Habilitation thesis, Université Grenoble Alpes, Grenoble.
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Hingray, B. (2015). Contribution à l'étude de la variabilité hydroclimatique et de ses effets sur la ressource en eau, les hydrosystèmes, et les risques hydrométéorologiques. Habilitation thesis, Université Joseph Fourier, Grenoble, .
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Legout, C. (2015). Erosion et transferts hydrosedimentaires dans les bassins versants : apports de la caractérisation physique des particules pour la compréhension et la modélisation des processus. Habilitation thesis, Université Joseph Fourier, Grenoble, .
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Oxarango, L. (2015). Analyse multi-échelle, expérimentale et théorique, des écoulements de fluides au sein des Installations de stockage des Déchets Non Dangereux. Habilitation thesis, Université Joseph Fourier, Grenoble, .
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Penduff, T. (2015). Variabilité océanique interannuelle à décennale : des observations aux simulations ensemblistes. Habilitation thesis, UJF-Grenoble 1, Grenoble.
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Rabatel, A. (2015). Apports d'une approche combinant mesures in situ et télédétection optique pour le suivi des glaciers de montagne : cas des Andes tropicales et des Alpes occidentales. Habilitation thesis, UJF-Grenoble 1, Grenoble.
Abstract: L'étude des processus glaciaires nécessite un suivi de terrain pour comprendre les interactions entre les glaciers et leur environnement à des échelles fines de temps et d'espace. Un petit nombre de glaciers de référence est instrumenté dans différentes régions climatiques à l'échelle mondiale, permettant un suivi de leur bilan de masse et dans certains cas de leur bilan d'énergie de surface. Cependant, ce petit nombre constitue un obstacle à la connaissance de la relation entre les changements climatiques et l'évolution des glaciers à l'échelle d'un massif ou d'une région climatique. Il en est de même pour la quantification de la contribution des glaciers aux ressources en eau et au fonctionnement des bassins versants de haute altitude. Ainsi, aboutir à une prise en compte des processus et des changements glaciaires à l'échelle régionale nécessite un changement d'approche, et la télédétection s'avère être l'outil le plus approprié. Ce suivi à plusieurs niveaux est la stratégie mise en œuvre par le SO/SOERE GLACIOCLIM (INSU, IRD, OSUG, AllEnvi) et s'inscrit dans le cadre de la stratégie de surveillance établie internationalement par le Global Terrestrial Network for Glaciers (IUGG/IACS).Les résultats récents obtenus dans les Andes tropicales et Alpes occidentales montrent les avantages à combiner les informations recueillies à partir de «glaciers de référence» et celles obtenues par télédétection à l'échelle du massif, afin de mieux comprendre les causes de l'accélération de la diminution des glaciers au cours des dernières décennies. Ceci a notamment été rendu possible par le développement d'une méthode permettant de quantifier le bilan de masse annuel d'un glacier à partir de sa ligne d'équilibre mesurée par télédétection.Enfin, la question du devenir des glaciers de montagne est discutée. Simuler l'évolution à venir des glaciers nécessite de connaitre les épaisseurs de glace pour l'ensemble du glacier, de simuler les bilans de masse pour les années/décennies futures, et de prendre en compte la dynamique d'écoulement du glacier. Nous verrons quel est l'état des connaissances et des développements méthodologiques pour ces trois pré-requis indispensables, et comment les limites actuelles peuvent être outrepassées afin d'améliorer les estimations du devenir des glaciers de montagne.
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2014 |
Brankart, J. M. (2014). Traitement des Incertitudes en Océanographie. Habilitation thesis, Université Grenoble Alpes, Grenoble.
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2013 |
Molinié, G. (2013). L'électrisation des orages : la structure spatio-temporelle de la pluie à l'échelle aérologique. Habilitation thesis, Université Joseph Fourier, Grenoble, .
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Parrenin, F. (2013). Sur l'âge de la glace et des bulles d'air dans les calottes polaires. Habilitation thesis, UJF-Grenoble 1, Grenoble.
Abstract: Dater la glace et les bulles d'air des calottes polaires est essentiel pour exploiter pleinement cette formidable archive paléoclimatique, qui nous permet de mieux cerner les mécanismes climatiques en général et le rôle des gaz à effet de serre en particulier. D'autre part, les observations d'âge, issues des carottages ou des instruments radars, permettent de contraindre le champ de vitesse de ces calottes et ainsi d'améliorer nos modèles numériques d'évolution des calottes polaires. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à différents aspects de l'âge.
Sur le plan analytique, nous avons déterminé dans le cas 2.5D pseudo-stationnaire le lien entre champ de vitesse et champ d'âge, en explicitant notamment la pente des couches isochrones et la fonction d'amincissement vertical. Ceci a été fait en introduisant un système de coordonnées ( π , θ ) qui est par ailleurs très adapté pour la résolution numérique de l'équation de l'âge. Les résultats analytiques ont été vérifiés par des simulations numériques.
Nous avons ensuite détaillé une méthodologie pour optimiser la chronologie des forages profonds, basée sur une conjonction statistique de modèles d'écoulement et d'observations de l'âge. Cette méthodologie a été utilisée pour construire les chronologies officielles de bon nombre de forages.
Nous nous sommes également intéressés à la relation de phase entre variations d'insolation et variations climatiques lors des grandes déglaciations du dernier million d'années. Un modèle conceptuel a été développé et prédit un déphasage variable lié à l'ampleur de la glaciation précédente. La prédiction de ce modèle a été vérifiée par une datation précise de la carotte de Dome Fuji exploitant le rapport O 2 /N 2 des bulles d'air.
Enfin le décalage en profondeur entre glace et bulles d'air d'un même âge, le Δ profondeur, a été étudié. Nous avons mis en évidence une sur-estimation du Δ profondeur estimé jusqu'alors pour le forage EPICA Dome C lors de la dernière période glaciaire grâce à un modèle de densification de la neige en glace. Exploitant l'enregistrement en δ 15 N des bulles d'air qui est affecté par un enregistrement gravitationnel dans le névé, nous avons pu ré-estimer la profondeur de piégeage des gaz. Nous en avons déduit que les variations de CO 2 atmosphérique et les variations de la température Antarctique lors de la dernière période glaciaire étaient approximativement synchrones, remettant en cause des résultats précédents.
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2012 |
Dommergue, A. (2012). Cycle Biogéochimique du Mercure en Régions Polaires. Habilitation thesis, UJF-Grenoble 1, Grenoble.
Abstract: Le mercure (Hg) est un métal connu pour sa toxicité, ses facultés de concentration dans les chaînes alimentaires et son omniprésence dans l’environnement. Les conséquences des émissions de mercure sur les milieux récepteurs éloignés des sources sont mal comprises, autant en terme de processus de dépôts, de réactivité et d’échanges aux interfaces mais aussi sur les mécanismes biochimiques qui conduiront à ce qu’un atome de Hg émis soit transformé puis intégré dans une chaîne alimentaire située à des milliers de kilomètres de distance. Ce manuscrit présente notre approche du cycle du mercure en lien avec les régions polaires, mettant en avant les liens existant entre atmosphère et cryosphère. Nos travaux portent sur des observations atmosphériques en Arctique et Antarctique, le rôle des manteaux neigeux dans le transfert et la transformation du Hg, ainsi que sur l’utilisation des archives glaciaires afin d’étudier la composition passée de l’atmosphère. Le continent antarctique apparaît comme étant un vaste terrain d’exploration prometteur pour l’étude du cycle du mercure. En outre, nous montrons qu’il est désormais nécessaire d’aborder les manteaux neigeux non pas comme des réacteurs chimiques mais comme des écosystèmes à part entière.
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Montagnat, M. (2012). Déformation viscoplastique dans la glace ; du matériau modèle aux environnements naturels. Habilitation thesis, Université Grenoble Alpes, Grenoble.
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2010 |
Descloitres, M. (2010). Aquifères, recharges et transferts d'eau en zone non-saturée : Caractérisation par spatialisation et suivi temporel géophysique. Habilitation thesis, Université Joseph Fourier, Grenoble, .
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Gratiot, N. (2010). Impact des sédiments cohésifs sur l'écosystème. Habilitation thesis, Université Joseph Fourier, Grenoble, .
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Wagnon, P. (2010). Relation Climat – Glaciers en zone tropicale : études de cas dans les Andes et perspectives en Himalaya. Habilitation thesis, Université Joseph Fourier, Grenoble, .
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2009 |
Diedhiou, A. (2009). Contribution à l'étude de la variabilité pluviométrique en Afrique de l'Ouest : interactions ondes-convection-pluie. Habilitation thesis, Université Joseph Fourier, Grenoble, .
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Duwig, C. (2009). Le transfert multi échelle des produits agrochimiques dans les sols tropicaux d'origine volcanique. Habilitation thesis, Université Joseph Fourier, Grenoble, .
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Savarino, J. (2009). Les Fractionnements Isotopiques Indépendants de la masse: vers un nouveau outil d'analyse en géochimie. Habilitation thesis, UJF-Grenoble 1, Grenoble.
Abstract: Le contexte général de mes études depuis mes travaux de thèse (soutenue en 1996) se situe à la croisée d’au moins trois domaines scientifiques : la chimie des isotopes stables, la chimie atmosphérique et l’étude du climat passé. Bien que ceux-ci fassent appel à des principes fondamentaux relativement distincts, ils sont et cela depuis le début de leur mise en œuvre dans les sciences naturelles, intimement liés. En ce sens, mes activités de recherche sont le prolongement des études des pères fondateurs de la géochimie isotopique appliquée aux sciences de l’environnement. Cet héritage est le fruit d’un parcours qui débute par une formation sur l’étude des changements globaux, travaux effectués au cours de ma thèse au LGGE, suivi d’un poste de chercheur associé au laboratoire des isotopes stables de M. H. Thiemens à l’Université de Californie de San Diego. C’est sur la base de cette double filiation que j’ai proposé un projet de recherche conciliant l’outil isotopique, la chimie atmosphérique et le changement climatique lors de ma nomination en qualité de chargé de recherche au CNRS/LGGE en 2002. Le projet partait du constat que les liens forts qui lient le changement climatique à la chimie atmosphérique étaient très mal connus, même pour les périodes historiques couverts par les meilleurs indicateurs de l’atmosphère que sont les archives glaciologiques couvrant la période du Pléistocène moyen (-800 000 ans) à l’Holocène (-12 000 à actuel). Il convenait d’essayer de réduire cette incertitude en proposant une approche radicalement différente. L’expérience acquise aux Etats-Unis sur les fractionnements isotopiques indépendants de la masse (FIM ) offrait de telles opportunités. Ce champ disciplinaire de la chimie isotopique initié par l’équipe de M. H. Thiemens émergeait et permettait pour la première fois de lier la réactivité chimique de l’atmosphère, par nature instable et donc non archivable, à une caractéristique isotopique présente sur des espèces, elles, archivables. Le principe repose sur la présence d’une anomalie des isotopes de l’oxygène et du soufre transmise lors des réactions d’oxydation. L'idée est donc d'utiliser le contenu isotopique de ces molécules (par exemple CO, H2SO4 ou HNO3) pour tenter de reconstituer l'activité oxydante passée de l'atmosphère. Les mesures isotopiques associées aux mesures de concentration doivent permettre d'établir de nouvelles contraintes sur l'évolution du climat en relation avec les modifications de la chimie atmosphérique. Il n'est pas inutile de mentionner que ce problème crucial pour notre compréhension du système Terre n'a toujours pas de contraintes observationnelles. De plus, mes travaux contribuent à améliorer notre compréhension des grands cycles biogéochimiques (C, N, S) aux différentes époques climatiques de la Terre. Ce programme scientifique débuté aux EU se poursuit actuellement au LGGE. Les activités décrites dans ce mémoire couvrent deux périodes : •1996-2002 où j’étais chercheur associé à l’Université de Californie à San Diego (UCSD) •2002-2008 en tant que chargé de recherche au CNRS/LGGE.
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2008 |
Le Meur, E. (2008). Développement et applications de modèles numériques de la dynamique de la déformation terrestre et des écoulements glaciaires. Habilitation thesis, UJF-Grenoble 1, Grenoble.
Abstract: Les glaciers sous toutes leur formes ont toujours fasciné les hommes. Objets de craintes par le passé,
ils se sont progressivement transformés en terrain d'exploration et de découverte, pour finalement
aujourd'hui devenir, au moins dans nos montagnes, des lieux de fréquentation régulière pour les
alpinistes et les skieurs. Leur spectre de taille et de morphologie est large et présente tous les
intermédiaires imaginables entre les petits glaciers de quelques hectares et les calottes glaciaires de
plusieurs millions de km2 au niveau desquelles l'épaisseur de glace dépasse souvent les 3 000 m. Ce
gigantisme n'est pas sans conséquences environnementales. De telles surfaces englacées constituent
une des 'sphères' qui caractérisent le système climatique terrestre au même titre que l'hydrosphère,
l'atmosphère, ou encore la biosphère. Ainsi la cryosphère polaire joue un rôle fondamental dans le
fonctionnement de la machine climatique. Ne serait-ce que par ses propriétés radiatives qui font que ,
au dessus des calottes, près de 80 % de l'énergie solaire incidente est directement réfléchie alors que
ce même pourcentage chute aux alentours de 30% en moyenne au dessus des sols déglacés et même à
20% au dessus de la mer libre. Les interactions que développent les calottes polaires avec l'océan,
essentiellement au niveau des plateformes de glace et des glaciers dits marins, sont elles aussi
fondamentales et conditionnent pour beaucoup la circulation thermohaline, un élément important
dans le fonctionnement de la machine climatique terrestre. Enfin lorsque l'on intègre que ces régions
polaires sont des régions où les effets de seuil et les rétroactions positives sont importants (liés pour
l'essentiel aux propriétés physiques de la glace) on réalise toute l'importance de ces calottes et surtout
l'impact que peuvent avoir leurs changements. De plus, si la cryosphère est acteur du système
climatique, elle n'en reste pas moins sensible aux fluctuations de ce dernier, et ce, quelles qu'en soient
les causes. On s'inquiète donc tout naturellement de quel pourrait être le devenir de ces masses de
glace sous les effets du réchauffement climatique dorénavant avéré et surtout quelles pourraient être
les conséquences d'une variation significative de leur volume en terme de niveau des mers. Même si
une déstabilisation d'ensemble de l'Antarctique n'est pas aujourd'hui à l'ordre du jour, une perte de
masse de seulement 10% de la calotte entraînerait une élévation mondiale du niveau des mers de près
de 6 m !. C'est autant que ce que produirait la disparition totale de son homologue de l'hémisphère
Nord, le Groenland, qui lui, semble a priori montrer des signes plus tangibles de changements récents.
Autant de bonnes raisons à ajouter à la fascination que représentent ces objets pour justifier de
l'engouement des scientifiques pour l'étude de ces mastodontes.
Plus modestes, les glaciers de montagne ne sont pas en reste pour autant. En effet, même si ils sont
potentiellement moins impactants ils n'en sont pas moins très sensibles aux changements
environnementaux et notamment aux changements climatiques. Leur dimensions réduites se
traduisent par des temps de réponse beaucoup plus courts et une sensibilité accrue par rapport aux
calottes glaciaires, au point de mériter le qualificatif de bons indicateurs climatiques (ref ?). Autant
dire qu'ils bénéficient aussi d'une attention toute particulière de la part des scientifiques, et ce d'autant
plus qu'ils nous sont généralement plus proches et donc d'autant plus accessibles que leurs
homologues polaires. Enfin, une autre façon de témoigner des fluctuations climatiques s'exprime via le phénomène
d'archivage glaciaire par le biais duquel, de nombreuses informations sur les paléo-conditions
environnementales peuvent être déduites, qu'ils s'agisse de la température par exemple ou encore de la
composition de l'atmosphère. La suprématie des calottes pour garantir les bonnes conditions de cet
archivage tient tout d'abord dans l'imposant rapport entre la quantité de glace disponible et la relative
faiblesse du bilan de masse annuel, au point qu'un forage comme celui de Dôme C a permis de
remonter les 800 000 dernières années de l'histoire du climat. Ensuite, à la différence de l'essentiel des
glaciers de montagne, les conditions de température vers l'intérieur des calottes interdisent toute fonte
et percolation limitant ainsi les processus de transformation post-dépôt (souvent favorisés par la
température). Enfin, au niveau de leur Dômes, les calottes glaciaires offrent un écoulement
généralement régulier (hormis peut-être les couches basales) garantissant la continuité des
enregistrements climatiques et facilitant le travail de datation déduit de la modélisation du trajet des
particules de glace. C'est ainsi que Antarctique et Groenland ont été le siège de nombreuses
entreprises de forage dont les interprétations nécessitent une meilleure compréhension du
fonctionnement des calottes, laquelle s'appuie notamment sur la modélisation numérique.
La synthèse de travail proposée ici s'inscrit pleinement dans l'effort de modélisation des systèmes
glaciaires, qu'il s'agisse d'une contribution à l'amélioration des modèles de calottes dans un premier
temps avec notamment la prise en considération des effets isostatiques ou de la modélisation à
proprement parler des écoulements glaciaires. En effet, comme il sera décrit plus tard, les
réajustements isostatiques sous les calottes glaciaires sont responsables de déplacements verticaux
non négligeables qui obéissent à une géométrie et à une dynamique particulières, lesquelles en retour
influent sur la dynamique glaciaire. A la différence de la majorité des autres contextes de charge à la
surface du globe, les systèmes glaciaires, de par leur forte variabilité (comparée à la lenteur des autres
processus géodynamiques) sont à l'origine d'une réponse terrestre complexe, souvent transitoire et
donc hautement non linéaire en temps. Rendre compte de manière précise de la spécificité de cette
dynamique Terre-Glace requiert donc une modélisation appropriée mais relativement complexe.
Après une description du modèle de réponse terrestre développé puis validé sur les données du rebond
postglaciaire Fennoscandien, les effets de l'incorporation de l'isostasie dans les modèles d'évolution
des grandes calottes glaciaires sera présenté. En outre, nous verrons comment un tel modèle de
réponse terrestre permet des applications qui sortent du cadre purement glaciaire (ondulations du
plancher océanique sous les volcans marins) et permet aussi de traiter de problématiques purement
géodynamiques comme les ondulations du géoïde, la modification du champ de pesanteur et les effets
associés sur les mesures gravimétriques.
La partie modélisation glaciaire à proprement parler sera ensuite présentée avec un premier exemple
de modélisation de la dynamique particulière des calottes marines. Puis la modélisation d'un glacier
de montagne, faisant usage de l'approximation de la couche mince sera proposée et soulèvera le
problème des conditions d'application de cette approximation. Ces conditions d'application feront
l'objet du paragraphe suivant. Enfin, l'importance de la relation glacier climat sera illustrée par une
approche entièrement modélisée du bilan de masse et de ses effets sur le comportement d'un glacier
de montagne.
Cette présentation s'articulera autour le la présentation d'une sélection des publications majeures qui
ont concrétisé ce travail. S'en suivra une description des travaux récents et actuels qui n'ont pas encore
tous donné lieu à publication ainsi qu'une prospective dans le cadre d'un programme de l'Agence
Nationale de la Recherche que je coordonne.
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Martins, J. (2008). Microbiogéochimie, transfert réactif et impact des micropolluants dans les sols. Approche couplée multi-échelles et modélisation. Habilitation thesis, Université Joseph Fourier, Grenoble, .
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2007 |
Gagliardini, O. (2007). Modélisation d'écoulements complexes en Glaciologie. Habilitation thesis, UJF-Grenoble 1, Grenoble.
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2006 |
Hall, N. (2006). Perturbations transitoires dans l'atmosphère et l'océan – processus de croissance, propriétés de transport et interaction avec la circulation générale. Habilitation thesis, Université Joseph Fourier, Grenoble, .
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2005 |
Laurent, H. (2005). Contribution à l'étude des systèmes convectifs en régions tropicales. Habilitation thesis, Université Joseph Fourier, Grenoble, .
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2004 |
Bigot, S. (2004). Variabilité climatique, interactions et modifications environnementales – L'exemple de la Côte d'Ivoire. Habilitation thesis, Université des Sciences et Technologies de Lille, .
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Krinner, G. (2004). Modélisation du Climat des Hautes Latitudes. Habilitation thesis, UJF-Grenoble 1, Grenoble.
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2003 |
Anquetin, S. (2003). Contribution à l'étude des processus atmosphériques de mésoéchelle en zone de relief marqué. Habilitation thesis, Université Joseph Fourier, Grenoble, .
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Descroix, L. (2003). Les conséquences hydrologiques de l'évolution des usages des sols. Habilitation thesis, Université Joseph Fourier, Grenoble, .
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Esteves, M. (2003). Le ruissellement : de l'observation à la modélisation. Habilitation thesis, Université Joseph Fourier, Grenoble, .
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Lewandowska, J. (2003). Milieux poreux hétérogènes : Modélisation des transferts de masse par homogénéisation. Habilitation thesis, Université Joseph Fourier, Grenoble, .
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