Contribution à l'étude du comportement viscoplastique des glaces des calottes polaires : modes de déformation et simulation du développement des textures

Contribution to the study of the viscoplastic behavior of polar ice : deformation modes and simulation of texture development

• Auteur / Autrice : Maurine Montagnat Rentier
• Direction : Paul Duval
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

La déformation de la glace des calottes polaires implique des vitesses de déformation inférieures à 10-10 S-1. La glace se déforme essentiellement par glissement intracristallin auquel sont associés les processus de grossissement normal et de recristallisation. La loi de fluage se caractérise par un exposant des contraintes inférieur à 2. Les mécanismes physiques qui interviennent au cours de la déformation de la glace polaire sont étudiés par l'intermédiaire d'un modèle physique basé sur l'équilibre écrouissage/restauration. Des expériences de diffraction des rayons X à hautes énergies sont réalisées sur des monocristaux de la carotte de Vostok (Antarctique). Ces mesures ont permis de caractériser les distorsions du réseau cristallin de ces glaces et de préciser les modes de déformation. Les dislocations géométriquement nécessaires auxquelles sont associées les hétérogénéités de déformation dans les grains sont des dislocations basales de type vis et coin. Nous présentons une étude de la simulation d développement des textures par le modèle viscoplastique auto-cohérent VPSC "1-site" de Lebensohn et Tomé (1993). Ce dernier a été modifié afin d'améliorer la prise en compte des caractéristiques de la déformation inhérentes aux calottes polaires. Une bonne estimation de développement des textures des glaces de Vostok et de GRIP (Groenland) est obtenue. Le couplage à un modèle de recristallisation par rotation ne permet pas de montrer un quelconque effet des mécanismes de germination et de grossissement des grains sur le développement des textures. Enfin, une perspective est ouverte sur une simulation de type "n-site", le modèle FFT, permettant de prendre en compte les hétérogénéité de déformation dans les grains, et les interactions entre grains.