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Modélisation numérique du transfert de chaleur dans les satellites de glace : lois d'échelle et évolution thermique appliquées à Ganymède
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...
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| Auteurs principaux : | , , , , , , , , |
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| Collectivités auteurs : | , , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Modélisation numérique du transfert de chaleur dans les satellites de glace : lois d'échelle et évolution thermique appliquées à Ganymède / Ludivine Harel; sous la direction de Gaël Choblet et de Caroline Dumoulin et de Gabriel J. R. Tobie |
| Publié : |
2019 |
| Accès en ligne : |
Accès Nantes Université
|
| Note sur l'URL : | Accès au texte intégral |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Sciences de la Terre et des Planètes : Nantes : 2019 |
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| 230 | |a Données textuelles | ||
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| 314 | |a Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Écologie Géosciences Agronomie Alimentation (Rennes) | ||
| 314 | |a Partenaire(s) de recherche : Université Bretagne Loire (COMUE), Laboratoire de Planétologie et Géosciences (Nantes) (Laboratoire) | ||
| 314 | |a Autre(s) contribution(s) : Olivier Bourgeois (Président du jury) ; Maurine Montagnat Rentier, Marc Monnereau (Membre(s) du jury) ; Anne Davaille, Marie-Pierre Doin (Rapporteur(s)) | ||
| 328 | 0 | |b Thèse de doctorat |c Sciences de la Terre et des Planètes |e Nantes |d 2019 | |
| 330 | |a 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. | ||
| 330 | |a In the outer solar system, many planetary bodies are covered with a layer of ice and a salty liquid ocean under their icy crust have been detected for a few of them. The existence of these oceans depends on the efficiency of the internal cooling, controlling the crystallization of the hydrosphere. The aim of this thesis is to understand and to describe the heat transfer through the outer ice layer of these satellites by performing numerical thermal convection simulations using the CHEOPS-2D code in spherical annulus geometry for a viscosity law taking into account the different creep mechanisms of the ice. The performed numerical simulations show that the grain size of ice plays a key role in the convective dynamics of the outer ice layer. New scaling laws taking into account the specificities of the ice-I rheology have been derived and applied to the thermal evolution of Ganymede. We show that taking into account a more realistic rheology decreases the efficiency of heat transfer, thus allowing the internal ocean to persist longer. These new scaling laws will provide a better description of the thermal history of Ganymede and more realistic evolution scenarios, essential for the interpretation of future data collected by the ESA JUICE mission. | ||
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