Evolution des glaciers

Le but de cette recherche est de modéliser l’évolution d’un glacier en trois dimensions. Etant donné la forme du glacier, un problème de Stokes non-linéaire doit être résolu. La nouvelle surface de glace est ensuite déterminée par une forumlation de type volume of fluid lagrangienne.

Ce projet est une collaboration avec Heinz Blatter Institute for Atmospheric and Climate Science, ETHZ et Martin Funk Wasserbau/Hydrologie/Glaziologie, ETHZ. 

La glace est un fluide très visqueux. La simulation d’écoulements de glace peut donc s’effectuer avec cfsFlow afin de déterminer l’évolution de glaciers alpins. Les équations de la dynamique des fluides peuvent prendre en compte le mouvement (l’écoulement) de la glace en y incluant les effets de glissement sur le lit rocheux. Le modèle incorporé dans cfsFlow a été spécifiquement ajusté pour le comportement physique de la glace, et les algorithmes numériques sont spécialement adaptés au comportement des glaciers alpins.

Le comportement d’un glacier alpin dépend de manière prépondérante du modèle climatique sous-jacent, en particulier des données de radiation solaire, températures, précipitations, et de la topologie du terrain. cfsFlow permet d’incorporer de manière flexible différents modèles de bilan de masse définissant la fonte de glace et l’apport extérieur de neige (accumulation et ablation).

Partant de la topographie de la montagne en termes d’altitudes de points sur une grille, ainsi que des mesures de la surface du glacier à un certain temps donné, nous construisons une approximation de la masse de glace. Nous définissons les lois physiques régissant la glace et si le glacier glisse ou adhère à la surface rocheuse. La définition du bilan de masse permet d’incorporer dans des modèles existants un grand nombre d’effets climatologiques, via la définition de grilles de valeurs. Des modèles de complexité differentes peuvent être utilisés.

Exemple : L’évolution du glacier du Rhône soumis à un scénario climatique médian entre 2007 et 2100.

 

Publications récentes

G. Jouvet; M. Huss; M. Funk; H. Blatter : Modelling the retreat of Grosser Aletschgletscher, Switzerland, in a changing climate; Journal Of Glaciology. 2011.
G. Jouvet; M. Picasso; J. Rappaz; M. Huss; M. Funk : Modelling and Numerical Simulation of the Dynamics of Glaciers Including Local Damage Effects; Mathematical Modelling Of Natural Phenomena. 2011. DOI : 10.1051/mmnp/20116510.
G. Jouvet; J. Rappaz; E. Bueler; H. Blatter : Existence and stability of steady-state solutions of the shallow-ice-sheet equation by an energy-minimization approach; Journal Of Glaciology. 2011.
G. Jouvet / J. Rappaz; M. Picasso (Dir.) : Modélisation, analyse mathématique et simulation numérique de la dynamique des glaciers. Lausanne, EPFL, 2010. DOI : 10.5075/epfl-thesis-4677.
G. Jouvet; M. Huss; H. Blatter; M. Picasso; J. Rappaz : Numerical simulation of Rhonegletscher from 1874 to 2100; Journal Of Computational Physics. 2009. DOI : 10.1016/j.jcp.2009.05.033.
G. Jouvet; M. Picasso; J. Rappaz; H. Blatter : A new algorithm to simulate the dynamics of a glacier: theory and applications; Journal Of Glaciology. 2008. DOI : 10.3189/002214308787780049.
V. Tyagi / C. Wellekens (Dir.) : Novel speech processing techniques for robust automatic speech recognition. Lausanne, EPFL, 2006. DOI : 10.5075/epfl-thesis-3637.