Géophysique interne
[PHY2160]
[45h] 5 crédits
Cette activité se déroule pendant le 1er quadrimestre.
Enseignants : Thierry Camelbeeck, Véronique Dehant, Pascal Rosenblatt(supplée Thierry Camelbeeck)
Langue d'enseignement : Français
Niveau : Second cycle
Objectifs (en termes de compétences)
Objet de l'activité (principaux thèmes à aborder)
1. Géodésie (forme de la Terre et techniques d'observation) et gravimétrie (définition, mesure et interprétation des résultats);
2. Séismologie et structure de l'intérieur de la Terre y compris l'étude des modes propres;
3. Magnétisme terrestre et paléomagnétisme
4. Flux de chaleur (sources et transfert de chaleur) ;
5. Tectonique globale et structure interne de la Terre en liaison avec les points précédents.
6. Rotation de la Terre
7. Théorie des Marées
8. Structure interne des planètes telluriques
Résumé : Contenu et Méthodes
Chapitre 2 : Evolution des idées en Géodésie (2h);
Chapitre 3 : Définition et mesure de la pesanteur, théorie de Clairaut, ellipsoïde et géoïde, systèmes d'altitude (4h);
Chapitre 4 : Les techniques de la Géodésie spatiale avec particularisation au GPS (4h);
Chapitre 5 : Flexure et résistance mécanique de la lithosphère - viscosité dans l'asténosphère (4h);
Chapitre 6 : La chaleur interne de la Terre (3h) ;
Chapitre 7 : La propagation des ondes séismiques et la structure de l'intérieur de la Terre - alea et risque séismique (4h) ;
Chapitre 8 : Les tremblements de Terre (5h) ;
Chapitre 9 : Les modes propres de vibration (2h) ;
Chapitre 10 : Rotation de la Terre (6h) ;
Chapitre 11 : Théorie des Marées (2h)
Chapitre 12 : Application aux planètes telluriques (5h)
Chapitre 11 : Théorie des Marées (2h)
Chapitre 12 : Application aux planètes telluriques (5h)
Table des matières détaillée
Chapitre 1 : la géodynamique globale (4 heures)
1.1 La surface de la Terre : différences entre continents et océans
1.2 La dérive des continents : (a) arguments morphologiques ; (b) arguments structuraux ; (c) paléomagnétisme ; (d) arguments paléontologiques et biologiques ; (e) arguments paléoclimatologiques
1.3 L'expansion des fonds océaniques
1.4 La tectonique des plaques : analyse des différentes limites de plaque et des points chauds
1.5 Cinématique des plaques à la surface du globe
1.6 Perspectives
Annexe : le paléomagnétisme
Chapitre 2 : Evolution des idées en Géodésie (2 heures)
2.1 Evolution historique.
2.2 Réseaux géodésiques modernes.
Chapitre 3 : Définition et mesure de la pesanteur, théorie de Clairaut, ellipsoïde et géoïde (4h)
3.1 Définition
3.2 Variations de la pesanteur à la surface de la Terre
3.3 Théorie de Clairaut
3.4 Ellipsoïde de référence et géoïde
3.5 Systèmes d'altitude
Chapitre 4 : Les techniques de la Géodésie spatiale (4 heures)
4.1 Le rôle des satellites artificiels et les facteurs de précision
4.1 Techniques d'observation (SLR, SST, VLBI, DORIS )
4.3 " Global Positioning System " (GPS)
Chapitre 5 : Flexure et résistance mécanique de la lithosphère - viscosité dans l'asthénosphère (4 heures)
5.1 L'équilibre isostatique
5.2 Compensation et charges lithosphériques
5.3 Flexure de la lithosphère et anomalies de la gravité
5.4 Viscosité de la lithosphère
5.5 Viscosité de l'asthénosphère
5.6 Rhéologie de la lithosphère
Annexe : la réduction des mesures gravimétriques - les anomalies de gravité
Chapitre 6 : La chaleur interne de la Terre (3 heures)
6.1 Transfert de chaleur
6.2 La conduction de la chaleur
6.3 Les mesures du flux de chaleur à la surface de la Terre
6.4 Origine radioactive du flux de chaleur
6.5 Conduction de la chaleur à 1 dimension avec production volumétrique de chaleur
6.6 Conduction à 1 dimension de la chaleur, variable dans le temps
6.7 Advection de la chaleur, propriétés thermiques dans le manteau et gradients adiabatique
Chapitre 7 : La propagation des ondes séismiques et la structure de l'intérieur de la Terre (4 heures)
7.1 Théorie de la propagation des ondes élastiques
7.2 La structure de l'intérieur de la Terre
Chapitre 8 : Les tremblements de terre (5 heures)
8.1 Tremblements de terre - friction le long des zones faillées
8.2 La géométrie et les dimensions des sources séismiques
8.3 La géologie des tremblements de terre
8.4 Les tremblements de terre : sources d'ondes séismiques
8.5 Les paramètres des tremblements de terre par l'analyse des ondes sismiques
8.6 Aléas et risques séismiques
Chapitre 9 : Les modes propres de vibration (2h) ;
Chapitre 10 : Rotation de la Terre (6h)
10.1 description et méthodes d'observation
10.2 mouvement d'Euler Poinsot
10.3 équations de Liouville
10.4 modes de Chandler
Chapitre 11 : Théorie des Marées (2h)
11.1 Force de marée et Potentiel de marée
11.2 Développement du Potentiel en harmoniques sphériques
11.3 Déformation de la Terre et nombre de Love
Chapitre 12 : Application aux planètes telluriques
Une série d'exemples basés sur les objectifs et les résultats de différentes missions spatiales
Autres informations (Pré-requis, Evaluation, Support, ...)
Connaissances de base en Physique et en Mathématiques du niveau BAC en sciences ou en sciences appliquées.
Notes de cours disponibles
Public cible
A option pour étudiants en master en Sciences Physiques et Mathématiques ainsi que pour les étudiants en Faculté des Sciences Appliquées. Un partim de 30h, 3 crédits (chapitres 1-8) est ouvert aux étudiants en master en Sciences Géographiques.