Modélisation de la rotation de la terre et analyse conjointe des données du mouvement du pôle et de gravimétrie

Earth rotation modeling and joint analysis of polar motion and gravimetric data

• Auteur / Autrice : Yann Ziegler
• Direction : Jacques Hinderer, Yves Rogister
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géophysique
• Date : Soutenance le 21/06/2016
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de physique du globe (Strasbourg ; 1997-2020)
• Jury : Président / Présidente : Marianne Greff
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Véronique Dehant, David Crossley
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Marianne Greff, Christian Bizouard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Terre (planète)

Régions polaires

Géodésie

Transformation de Laplace

Gravimétrie (géophysique)

Astronomie géodésique

Terre -- Rotation

Rhéologie

Terre

Mots clés libres

Mouvement de Chandler

Mouvement du pôle

Gravimétrie

Gravimètres supraconducteurs

Facteur gravimétrique

Rhéologie

Anélasticité

Viscosité du manteau

Facteur de qualité

Chandler wobble

Polar motion

Gravimetry

Superconducting gravimeters

Gravimetric factor

Rheology

Anelasticity

Mantle viscosity

Quality factor

Résumé

L’objectif principal de ce travail est d’améliorer notre compréhension de la rhéologie terrestre et du mouvement de Chandler qui en dépend. Nous calculons le facteur gravimétrique complexe à la période de Chandler par une analyse conjointe de séries temporelles gravimétriques et du mouvement du pôle. Nous montrons l’importance et les limites des corrections gravimétriques dans les analyses locales et l’intérêt d’une combinaison des données de différentes stations. Suivant une approche plus théorique, nous menons une étude analytique puis numérique afin de déterminer les solutions du problème des petites déformations d’une Terre homogène anélastique en rotation. L’influence de l’anélasticité sur la période et le facteur de qualité de Chandler est étudiée, et nous montrons que ce dernier est plus sensible que la période aux paramètres rhéologiques, notamment à la viscosité de Kelvin. Enfin, nous étudions, en domaine de Laplace, l’influence de la fréquence de forçage par une surcharge.

The main goal of this work is to improve our understanding of the Earth’s rheology and of the Chandler wobble which depends on it. We compute the complex gravimetric factor at the Chandler frequency by a joint analysis of gravimetric and polar motion time series. We show the importance and the limits of gravimetric corrections for local analyses and the effectiveness of the combination of data from different stations. Using a more theoretical approach, we carry out an analytical and numerical study to determine the solutions of the small deformations of an anelastic homogeneous rotating Earth model. The influence of anelasticity on the Chandler wobble period and quality factoris studied and we show that the latter is more sensitive than the period to the rheological parameters, especially to the Kelvin’s viscosity. Finally, we study in Laplace domain the influence of the forcing frequency for the loading problem.