cours m2 - nancy / partie 2

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Peut-on faire mieux ?

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Page 1: Cours M2 - Nancy / partie 2

Peut-on faire mieux ?

Page 2: Cours M2 - Nancy / partie 2

Modélisation de la Dynamique du Manteau terrestre

Nicolas Coltice – Lyon

[email protected]

Page 3: Cours M2 - Nancy / partie 2

Quelques principes de convection

Page 4: Cours M2 - Nancy / partie 2

Pas d’intertie dans le manteau

Page 5: Cours M2 - Nancy / partie 2

Chauffage du manteau

Page 6: Cours M2 - Nancy / partie 2

Chauffage interne = refroidir par dessus

Page 7: Cours M2 - Nancy / partie 2

Chauffage basal

Page 8: Cours M2 - Nancy / partie 2

Un style lié à la rhéologie

Page 9: Cours M2 - Nancy / partie 2

Une hétérogénéité dynamique

Page 10: Cours M2 - Nancy / partie 2

Une hétérogénéité dynamique

Page 11: Cours M2 - Nancy / partie 2

Une hétérogénéité dynamique

Page 12: Cours M2 - Nancy / partie 2

Un peu de physique dans les modèles de boîtes

Page 13: Cours M2 - Nancy / partie 2

Mieux modéliser la composition des flux

• Soit le flux « échantillonne » le réservoir de manière aléatoire

• soit il y a une ségrégation et il faut en tenir compte…

Page 14: Cours M2 - Nancy / partie 2

Expérience test de dégazage• Réaliser une expérience

d’échantillonnage/dégazage• Si le temps de dégazage est égal

au temps de résidence alors l’échantillonnage est bien aléatoire

Page 15: Cours M2 - Nancy / partie 2

• Ecoulement convectif• Traceurs passifs advectés• Echantillonnage dans la zone rouge• Suivre l’évolution de la concentration moyenne

Expérience de convection

Page 16: Cours M2 - Nancy / partie 2

Résultats…

Page 17: Cours M2 - Nancy / partie 2

Un exemple de modèle prédictif

Page 18: Cours M2 - Nancy / partie 2

Un exemple de modèle prédictif

Page 19: Cours M2 - Nancy / partie 2

6.0

6.2

6.4

6.6

6.8

7.0

7.2

7.4

7.6

7.8

8.0

2.00 2.10 2.20 2.30 2.40 2.50 2.60 2.70

136Xe/130Xe

129 Xe/130 Xe

atmosphere

atm. non rad.

244Pu + 238U

129I

Les isotopes du Xenon (Kunz, Staudacher, Allègre 1998)

Half-lives :129I 16

Ma244Pu 82 Ma238U 4450

Ma

Page 20: Cours M2 - Nancy / partie 2

1

10

100

1 2 31 2 31

10

100

1000

10000

136Xe 136Xe 129Xe

238U 244Pu 129I

Observation

136Xe 136Xe 129Xe

238U 244Pu 129I

1

30

6800

1

0.25-1.5

2-22

Système fermé

Contraintes sur l’évolution du dégazage

Page 21: Cours M2 - Nancy / partie 2

Comment Xe se dégaze-t-il ?• Accrétion (chocs)• Océan de magma• Volcanisme limité

Instantanné et total

Continu et partiel

Page 22: Cours M2 - Nancy / partie 2

Coupler les histoires chimiques et thermiques

Pour calculer D(t) il nous faut T(t) et S(t)

Page 23: Cours M2 - Nancy / partie 2

Histoire thermique sans physique

Page 24: Cours M2 - Nancy / partie 2

Histoire de « surface fondante » sans physique non plus…

Page 25: Cours M2 - Nancy / partie 2

Déterminer les modèles acceptables

Page 26: Cours M2 - Nancy / partie 2

Les histoires thermiques prédites

Coltice et al., 2009

Page 27: Cours M2 - Nancy / partie 2

Les histoires magmatiques prédites

Coltice et al., 2009

Page 28: Cours M2 - Nancy / partie 2

Vos prédictions ?