Thèse soutenue

Modélisation numérique du transfert de chaleur dans les satellites de glace : lois d'échelle et évolution thermique appliquées à Ganymède
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Auteur / Autrice : Ludivine Harel
Direction : Gaël ChobletCaroline DumoulinGabriel J. R. Tobie
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de la Terre et des Planètes
Date : Soutenance le 29/11/2019
Etablissement(s) : Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes ; 2016-2022)
Partenaire(s) de recherche : COMUE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
Laboratoire : Laboratoire de Planétologie et Géosciences (Nantes)
Jury : Président / Présidente : Olivier Bourgeois
Examinateurs / Examinatrices : Maurine Montagnat Rentier, Marc Monnereau
Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Davaille, Marie-Pierre Doin

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Mots clés libres

Résumé

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Dans le système solaire externe, de nombreux corps planétaires sont recouverts d’une couche de glace et un océan liquide salé a été détecté sous leur croûte glacée pour certains d’entre eux. La présence de cet océan dépend de l’efficacité du refroidissement interne, contrôlant la cristallisation de l’hydrosphère. Le but de cette thèse est de comprendre et décrire le transfert de chaleur à travers la couche de glace externe de ces satellites pour des lois de viscosité prenant en compte les différents mécanismes de déformation de la glace. Cette tâche est réalisée à travers des simulations numériques de convection thermique à l’aide du code CHEOPS-2D en géométrie d’anneau sphérique, Ces dernières ont permis de mettre en évidence que la taille des grains de glace joue un rôle clé dans la dynamique convective de la couche de glace externe. De nouvelles lois d’échelle prenant en compte les spécificités de la rhéologie de la glace I ont été dérivées puis appliquées à l’évolution thermique de Ganymède. Nous montrons que la prise en compte d’une rhéologie plus réaliste diminue l’efficacité du transfert de chaleur, permettant ainsi à l’océan interne de persister plus longtemps. Ces nouvelles lois d'échelle fourniront une meilleure description de l'historique thermique de Ganymède et des scénarios d'évolution plus réalistes, essentiels pour l'interprétation des futures données collectées par la mission ESA JUICE.