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Physique : Terre et planètes

ECTS: 6

Responsable de l'UE : Stéphane Labrosse
Enseignants : Éric Debayle, Stéphane Labrosse, Chloé Alder, Adrien Morison
Type d'enseignements : 60h de CMs et TDs

Prérequis de L3 :

UE ouverte aux étudiants de physique

Sismologie : Éric Debayle et Yoann Corre - 30 heures

  1. Généralités sur les séismes, les ondes sismiques et les sismomètres.
  2. Contraintes et déformations
  3. Les ondes sismiques
  4. Les lois de Snell-Descartes
  5. Coefficients de réflexion et de transmission d'une onde plane
  6. Rais dans une Terre sphérique
  7. Ondes de surface et modes propres

Attendus : une maitrise des principes de bases de la sismologie : comprendre les lien entre propagation des ondes sismique et sismogrammes, savoir relier les lois de propagation avec les hodochrones, connaître les traits caractéristiques des ondes de volumes, des ondes guidées et des ondes stationnaires...
Sujets TD :

Géodynamique : Stéphane Labrosse et Mathieu Bouffard – 30 h

Transport de chaleur conductif

  1. Rappels sur la loi de Fourier et l'équation de la conduction de la chaleur.
  2. Solutions stationnaires et modèles simplistes de Terre.
  3. Refroidissement d'un demi-espace infini et structure thermique de la lithosphère océanique.
  4. Conduction dans la lithosphère continentale.
  5. Perte de chaleur totale de la Terre.

Convection thermique dans les manteau planétaires

  1. Rappel des équations de conservation dans l'approximation de Boussinesq.
  2. Nombre Rayleigh par analyse aux dimentions. Stabilité linéaire pour le démarrage de la convection de Rayleigh-Bénard.
  3. Convection d'amplitude finie. Étude phénoménologique des différents régimes. Mise à l'échelle du transfert de chaleur par différentes approches.

    Convection à Ra=1e7

     

Évolution thermique de la Terre et des planètes telluriques

  1. Contraintes sur la structure thermique de la Terre primitive.
  2. Modèles paramétrés d'évolution thermique utilisant des lois d'échelles de la convection dans le manteau.
  3. Notions sur la thermodynamique du noyau et évolution couplée noyau-manteau.


Attendus :
Une maîtrise des principes de base  en thermodynamique et dynamique des fluides et de leur application à la Terre interne.

 

Quelques ressources :

 

Lecture conseillée :

Couverture du livre de Jaupart et Mareschal

Heat generation and transport in the Earth, Claude Jaupart & Jean-Claude Mareschal, Cambridge ; New York : Cambridge University Press, 2011.

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