CryoEx - Une plateforme expérimentale dédiée à l'étude de la Cryosphère

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CryoEx - Une plateforme expérimentale dédiée à l'étude de la Cryosphère

Message  Marianne Font le Jeu 4 Avr - 8:15

L'étude du comportement des sols et des écosystèmes en conditions périglaciaires est un sujet d'actualité. Il associe une recherche fondamentale (comportement mécanique et évolution thermique de milieux hétérogènes soumis à des cycles gel-dégel) à des applications sociétales fortes telles que l’impact du réchauffement climatique sur la fonte du pergélisol et sur le relargage d’importantes quantités de gaz à effet de serre dans l’atmosphère et les océans.
La plate-forme expérimentale CRYOEX est une des seules au monde à permettre des études basées sur des systèmes de grande taille (échelle 1), avec des matériaux naturels et des forçages réalistes. L'UMR 6143 "M2C" est ainsi un des seuls points d'appui en modélisation physique pour la recherche internationale sur l'action du gel sur les roches et les sols. En témoignent les collaborations avec les universités de Cardiff, du Sussex ou de Zurich, mais aussi avec des collègues de l'UMPC, d'Orsay ou de Lille. CRYOEX a permis la modélisation physique des transferts de chaleur dans des sols et la calibration de plusieurs modèles numériques. CRYOEX a aussi été utilisée en planétologie.
Bien que des réseaux de monitoring sur le long terme commencent à se structurer à l'échelle européenne ou mondiale (Permos, GNT-P, CALM, PACE), il y a peu de données expérimentales pour caractériser les effets de changements climatiques sur les sols, les processus physiques et biologiques : d’où l’intérêt d’une plate-forme d’expérimentation.


Téléchargez la plaquette CryoEx

Nous souhaitons adapter cette plateforme expérimentale à l'étude du comportement de la matière organique (C02, CH4) piégée dans les pergélisols et libérée par le réchauffement climatique. Il reste à lever certains verrous technologiques pour mesurer avec précision, dans les conditions périglaciaires de nos chambres froides et à l'échelle de nos modèles, les échanges gazeux, les teneurs en eau, les fronts de gel-dégel.

Marianne Font

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Re: CryoEx - Une plateforme expérimentale dédiée à l'étude de la Cryosphère

Message  Julie Sansoulet le Mer 17 Avr - 1:20

Bonjour,

Merci pour ce post et l'information associée sur la plateforme RYOEX. Vos travaux doivent être riches de divers horizons scientifiques.

J'aurais aimé savoir comment était prise en compte la forme de la neige dans les modèles que vous développez?
Il me semble que les variations des caractéristiques physiques des conditions aux limites engendre aussi une grande hétérogéneité de la modélisation (i) des transferts d'eau conséquents dans la zone saturée et non saturée des sols (et des polluants potentiellement associées), (ii) du stockage de carbone - minéralisation de l'azote, notamment dans les régions circumpolaires, à forte teneur en matière organique.

Pour être plus précise, dans quelles mesures sont pris en compte dans vos modèles l'aspect isolant de la neige (représentation de la chaleur latente), le contenu en eau liquide, la rugosité de surface, l'albédo de la neige et autres caractéristiques qui rendent la neige si complexe à appréhender ?

Merci pour le temps que vous prendrez pour répondre Idea

Bonne journée,

Julie


Julie Sansoulet

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Re: CryoEx - Une plateforme expérimentale dédiée à l'étude de la Cryosphère

Message  Costard le Lun 29 Avr - 13:04

Marianne,
Il apparait bien qu'en France, deux laboratoires à Caen (M2C) et à Orsay (IDES), travaillent sur de l'expérimentation en chambres froides. Il est important dans le cadre de cette prospective d'unir nos forces pour débuter rapidement et conjointement un ou deux projets de recherche sur la modélisation du permafrost et des processus périglaciaires.
Ces chambres froides peuvent être d'un réel intéret pour des expériences de:
- réchauffement des sols (voir forum Permafrost : projet porté par Oleg Pokrovsky à Toulouse,
- mesure du CO2 libéré depuis un sol gelé type périglaciaire (voir projet ICCCA par JP Ambrosi), flux de CH4 (message de JD Paris: forum Permafrost),
- role de la neige sur le régime thermique du pergélisol (message de Florent Domine forum Permafrost).
Francois C

Costard

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@julie Sansoulet

Message  Marianne Font le Lun 29 Avr - 13:27

Bonjour,


et merci de l'intérêt que vous portez à CryoEx.


L'impact de la couverture
neigeuse sur les échanges thermiques et hydriques (via son albédo, sa teneur en
eau liquide et autres variables que vous avez listées) est effectivement l'un
des points que nos modèles physiques pourraient permettre d'appréhender
davantage. Ce type d'étude pourrait tendre vers une meilleure compréhension et
intégration du comportement de la neige dans les modèles numériques (voir par
exemple le problème soulevé dans les travaux d'Isabelle Gouttevin, LGGE, 2012).


Pour le moment, ce paramètre n'a
pas été pris en compte dans les différents modèles réalisés à M2C. Sur certains
versants, nous avons utilisé des paillettes de glace, déposées au sommet des
modèles en début de phase de dégel, de manière à réhydrater les sols desséchés
par la ventilation de l'air froid (pendant la phase de gel).


Quoiqu'il en soit, la structure
et la composition de la neige ayant un rôle primordial sur le comportement de
la couverture neigeuse, la qualité de la neige "fabriquée" pour les
expériences est loin d'être triviale et constitue un challenge expérimental à
lui tout seul si l'on souhaite obtenir des comportements réalistes.
Bien cordialement,
Marianne

Marianne Font

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@François Costard

Message  Marianne Font le Mar 30 Avr - 9:06

Bonjour François,

l'approche des processus par expérimentation physique est un réel complément aux observations in situ et une source de données pour les modélisations numériques.
Les plateformes expérimentales de nos deux laboratoires sont vraiment un point original de la recherche en domaine périglaciaire, hélas trop peu exploité par la communauté française.
Il nous faut effectivement réfléchir conjointement pour répondre au mieux aux problématiques que tu cites et sur lesquels nous avons, du moins en partie, commencé à travailler.

Marianne

Marianne Font

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Re: CryoEx - Une plateforme expérimentale dédiée à l'étude de la Cryosphère

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