Rhéologie des glaciers rocheux dans le contexte du changement climatique : Le glacier rocheux de Laurichard (Alpes françaises) comme cas d'étude

Rheology of rock glaciers in the context of climate change : The Laurichard rock glacier (French Alps) as a study case

• Auteur / Autrice : Samia Melki
• Direction : Dominique Daudon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Matériaux, mécanique, électrochimie, génie civil
• Date : Soutenance le 29/08/2023
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Sols, solides, structures - risques (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Laurence Curtil
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Dufour
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Marina Pirulli, Reynald Delaloye, Guillaume Chambon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Viscosité

Rhéologie

Glaciers rocheux

Mécanique des sols

Mots clés libres

Géomécanique

Glaciers rocheux

Rhéologie

Viscosité

Geomecanics

Rock glacier

Rheology

Viscosity

Résumé

Dans le contexte du changement climatique, les montagnes alpines sont affectées par des processus géomorphologiques dont l'évolution est conditionnée dans plusieurs cas par la déstabilisation des glaciers rocheux. Le contrôle climatique est devenu pertinent avec l'évolution rapide et similaire des vitesses de surface de divers glaciers rocheux ces derniers décennies. En France, des mesures expérimentales de fluage sur le glacier du Laurichard sont effectuées depuis 1984 et montrent une accélération en corrélation avec l'augmentation de la température. Dans ce travail de thèse, cette corrélation est illustrée avec une étude statistique qui permet de comparer les anomalies de température de surface du sol et les changements de vitesse de surface horizontale (Staub 2015). Le coefficient de corrélation remonte jusqu'à 0,94 dans certaines zones du relief et d'autres paramètres sont estimés dans cette étude pour permettre de mieux comprendre le comportement rhéologique du glacier rocheux de Laurichard en relation avec les variations de température, notamment la diffusivité thermique. Sur la base de la loi de Glen (1955) pour l'écoulement de la glace, différents hypothèses sont prises en compte pour l'adapter à la nature hétérogène du mélange composant un glacier rocheux. Le modèle mécanique de Arenson et Springman (2005) pour les sols gelés ainsi que celui de Monnier (2016) sont combinés dans ce travail afin d'estimer la viscosité effective du glacier rocheux de Laurichard. Ce paramètre mécanique permet de dévoiler couplage thermo-mécanique d'aune manière quantitative et retro-analyser le réchauffement climatique de plus en plus flagrant.

In the context of climate change, the Alpine mountains are affected by geomorphological processes whose evolution is conditioned in several cases by the destabilization of rock glaciers. Climate control has become relevant with similar rapid changes in the surface velocities of various rock glaciers in recent decades. In France, experimental creep measurements on the Laurichard glacier have been carried out since 1984 and show an acceleration in correlation with the increase in temperature. In this thesis work, this correlation is illustrated with a statistical study that compares ground surface temperature anomalies and horizontal surface velocity changes (Staub 2015). The correlation coefficient goes up to 0.94 in certain areas of the relief and other parameters are estimated in this study to provide a better understanding of the rheological behavior of the Laurichard rock glacier in relation to temperature variations, in particular the diffusivity thermal. Based on Glen's law (1955) for the flow of ice, different hypotheses are taken into account to adapt it to the heterogeneous nature of the mixture composing a rock glacier. The mechanical model of Arenson and Springman (2005) for frozen soils as well as that of Monnier (2016) are combined in this work to estimate the effective viscosity of the Laurichard rock glacier. This mechanical parameter makes it possible to reveal the thermo-mechanical coupling in a quantitative way and to retro-analyze the increasingly flagrant global warming.