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Thèse soutenue

Étude du comportement de la neige déposée sur une chaussée : caractérisation de l'interface neige/chaussée

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Auteur / Autrice : Stéphanie Borel
Direction : Marc Boulon
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Géophysique, géochimie, géomécanique
Date : Soutenance en 2000
Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

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L'évolution de la neige déposée sur une chaussée est conditionnée par les échanges neige/atmosphère et par les échanges neige/chaussée. Ces derniers dépendent de la nature des contacts entre ces deux matériaux. La structure des contacts est liée à la qualité de la neige et a l'état de surface de la chaussée. Les différentes configurations neige/chaussée ont été documentées grâce à deux campagnes hivernales de mesures sur un site expérimental dédie à cette étude. On s'intéresse à caractériser à l'échelle de la microstructure l'interface neige/chaussée pour différentes configurations à partir d'échantillons correspondant à un dépôt naturel de neige sur une chaussée non circulée et non traitée. Une méthode de prélèvement d'échantillon neige/chaussée a été mise au point. La structure 2D de l'interface est appréhendée grâce à une nouvelle méthode permettant l'observation d'un plan de coupe vertical. À partir des images produites, des calculs de conduction thermique en régime permanent fournissent un champ de température, représentatif de la structure neige/chaussée, qui permet de déterminer les propriétés thermiques de l'interface pour différentes configurations. Une paramétrisation de la conductivité thermique de l'interface est proposée. Elle sera introduite dans le modèle Gelcro, qui simule l'évolution de la neige sur une chaussée. Comme dans toute analyse bidimensionnelle d'un milieu, se pose le problème de la conservation des propriétés liées a la connectivité lors du passage 2D/3D. Une comparaison 2D/3D est présentée. L'image 3D a été obtenue par tomographie X. L'influence de la chaussée sur le développement d'une frange capillaire a la base de la couche de neige a été abordée. L'eau liquide modifie fortement les échanges thermiques. Le protocole expérimental est inspiré de travaux antérieurs sur l'ascension capillaire de l'eau dans la neige sans prise en compte de la nature du substrat ; l'intercomparaison des résultats met en évidence l'influence de la chaussée.