Tesis: "Surface de la Terre"

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Jiang, Geng-Ming Li Zhao-Liang. "Retrievals of land surface emissivity and land surface temperature from MSG1-SEVIRI data". Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2008. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/848/01/JIANG_Geng_Ming_2007.pdf.

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Poda, Anzagreyir Lucien. "Hydrofugation de blocs à bâtir en terre crue compactée". Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0080.

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Resumen

L'objectif de ce travail est l'étude des traitements de surface susceptibles d'hydrofuger efficacement les maçonneries en terre crue afin de réduire ou de supprimer les ajouts de liants hydrauliques ou les enduits qui augmentent fortement le coût des constructions. Les principales familles de produits hydrofuges sont testées sur trois types de terres différentes. Une modélisation du phénomène de transfert hydrique est proposée qui permet de simuler l'évolution des concentrations d'eau dans l'épaisseur d'un mur au cours des phases d'absorption et d'évaporation. L'efficacité des différents traitements peut ainsi être comparée. Des essais de reprise d'humidité et de résistance à la compression simple à l'état humide sont pratiqués ainsi que des tests d'érosion et de tension de surface. Une étude de spectrométrie infrarouge est effectuée afin de déceler certaines interactions entre le produit de traitement et la microstructure des terres. Elle a permis d'observer des modifications de liaisons moléculaires qui pourraient expliquer certaines différences d'efficacité d'un même produit en fonction de la nature minéralogique des terres. Enfin, une étude au microscope électronique à balayage a permis de visualiser la polymérisation des produits à la surface des pores.

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Amory, Charles. "Érosion éolienne et rugosité de la surface neigeuse en Terre Adélie : observations et approche numérique". Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAU007/document.

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Resumen

Le bilan de masse en surface de l’Antarctique (noté BMS ; résultante de l’équilibre entres les termes d’accumulation et d’ablation) contribue directement aux variations du niveau moyen des mers. Dans le contexte du changement climatique, sa détermination par les modèles atmosphériques est nécessaire pour affiner son estimation présente et future.Les vents violents en périphérie de l’Antarctique de l’Est sont responsables d’un entraînement aérodynamique de la neige en surface qui influence de façon significative le BMS. Le transport de neige par le vent est également à l’origine du développement de formes d’érosion éolienne orientées parallèlement au vent moyen au moment de leur formation et dont la distribution spatiale est un déterminant majeur de la rugosité de surface. Ces éléments de rugosité exercent en retour un effet d’obstacle à l’écoulement qui affecte directement le champ de vent en surface et, par extension, le transport éolien de la neige.Les travaux présentés dans cette thèse portent sur l’observation et la modélisation numérique de l’érosion éolienne de la neige au niveau d’une région côtière de l’Antarctique de l’Est, la Terre Adélie. Dans un premier temps, le modèle atmosphérique régional MAR, qui contient une représentation détaillée des processus de transport éolien, est mis en œuvre à une résolution spatiale de 5 km sur un domaine couvrant la Terre Adélie et comparé sur un mois d’été à des observations météorologiques incluant des mesures continues du vent et du flux éolien massique de neige aérotransportée. Il est montré que les flux éoliens de neige produits par le MAR sont hautement sensibles à la paramétrisation de la rugosité de surface, et qu’une calibration unique de ce paramètre ne permet pas de simuler avec une qualité équivalente le champ de vent en deux points de mesure distants d’à peine 100 km. À partir des observations, les interactions rugosité-érosion sont ensuite étudiées à l’échelle d’évènements individuels d’érosion éolienne. Il est mis en évidence i) que l’effet d’obstacle généré par les formes d’érosion éolienne a un impact inhibiteur sur le flux éolien de neige et ii) que cet effet d’obstacle peut être fortement diminué par l’aptitude des formes d’érosion éolienne à se réorienter parallèlement au vent dominant pendant un événement de transport. L’examen des observations sur une année révèle que ce processus d’ajustement aérodynamique est sujet à des variations temporelles majoritairement reliées à l’historique de la température. Enfin, on montre qu’une reconfiguration du modèle comprenant notamment l’introduction d’une dépendance à la température dans la paramétrisation de la rugosité de surface améliore considérablement la représentation des flux éoliens de neige par le MAR sur l’année considérée. Ces résultats suggèrent qu’une distribution spatiale et temporelle de la rugosité de surface doit être prise en compte dans les modèles atmosphériques pour une simulation réaliste du transport éolien de la neige à l’échelle de l’Antarctique
The Antarctic ice sheet surface mass balance (SMB; the result of the balance between accumulation and ablation terms) has a direct influence on variations in the global mean sea level. In the context of climate change, atmospheric models are needed to improve its current and future estimation.Intense surface winds over the coastal slopes of East Antarctica are responsible for aerodynamic entrainment of snow at the surface, which has a significant influence on the BMS. Transport of snow by the wind also produces aeolian erosion features aligned parallel to the prevailing winds at the time of their formation. The spatial distribution of these features is a major determinant of surface roughness. On the other hand, surface roughness is an obstacle to flow and directly affects the surface wind field and, by extension, aeolian snow transport.The work presented here is based on observations and numerical modeling of aeolian snow erosion in a coastal stretch of Adélie Land, East Antarctica. First, the regional atmospheric model MAR, which includes a detailed representation of aeolian transport processes, was run at a spatial resolution of 5 km over a zone including Adélie Land and model results were compared with meteorological observations made over one month in summer, including continuous measurements of the wind and the aeolian snow mass flux. Aeolian snow mass fluxes modeled by MAR were highly sensitive to parameterization of surface roughness, and a single calibration of this parameter was not enough to simulate the surface wind field at two measurement points located only 100 km apart with the same accuracy. Consequently, roughness-erosion interactions were analyzed at the scale of individual aeolian erosion events using observations. The results of this analysis underlined that (i) the barrier effect generated by aeolian erosion features had an inhibiting impact on the aeolian snow mass flux and (ii) that the barrier effect can be strongly reduced by the ability of aeolian erosion features to realign with the dominant wind during a transport event. Examination of observations made over a period of one year revealed that this adjustment process is prone to temporal variations mainly linked to past temperatures. Finally, we showed that reconfiguring the model, including introducing temperature dependence in the parameterization of surface roughness considerably improved the representation of aeolian snow mass fluxes by the MAR model for the year concerned. These results suggest that spatial and temporal distribution of surface roughness should be included in atmospheric models for realistic simulations of aeolian snow transport over Antarctica

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DAOUT, FRANCK. "Etude de la depolarisation des ondes centimetriques par une surface rugueuse application au domaine maritime". Nantes, 1996. http://www.theses.fr/1996NANT2066.

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Un systeme radar trouve sa justification dans sa capacite a fournir une information sur un objet ou sur une cible. Cette caracteristique repose essentiellement sur le traitement de l'onde diffusee. Dans les systemes radar conventionnels, seule l'energie diffusee par la cible est prise en compte. Ainsi le traitement porte sur une grandeur scalaire ; or l'onde diffusee est une grandeur vectorielle. Le traitement et l'exploitation de cette information ont donne naissance a une nouvelle theorie de la physique du radar: la polarimetrie. Dans cette nouvelle discipline, il est apparu necessaire de modeliser des environnements naturels. Pour cela, une etude vectorielle du champ diffuse par une surface naturelle s'est averee necessaire. L'originalite de cette etude consiste en la generalisation et l'extension des methodes classiques de retrodiffusion au cas vectoriel et bistatique. L'objectif est de proposer un modele polarimetrique permettant de prevoir et d'interpreter les caracteristiques d'une onde diffusee par une surface naturelle. Ainsi des traitements specifiques induits par le caractere aleatoire de la surface et par l'aspect bistatique ont ete introduits pour faciliter l'interpretation des resultats. Puis un modele de propagation bistatique au-dessus de la mer traitant de l'aspect polarimetrique est presente. Ce modele, traduisant une situation reelle, prend en compte la geometrie de la diffusion, l'aire eclairee ainsi que le diagramme de rayonnement des antennes. Afin de valider ce modele, une liaison bistatique de 7 km presentant un angle de reflexion sur la mer de quelques degres a ete installee en mai 1995 dans le sud de la france. Une etude statistique des composantes de la matrice de diffusion a egalement ete effectuee sur les donnees acquises lors de la campagne de mesures

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Lévêque, Jean-Jacques. "Etude du manteau supérieur de la terre par inversion anisotrope des ondes de surface et de leurs harmoniques". Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1987. http://www.theses.fr/1987STR13028.

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On etudie la structure du manteau superieur de la terre situe sous l'ocean pacifique par un traitement approprie des sismogrammes. On utilise tout d'abord un algorithme permettant d'obtenir la vitesse de phase des differents modes des ondes de surface. Les donnees obtenues ne peuvent s'expliquer que dans l'hypothese d'une anisotropie causee par la presence, dans le manteau, de cristaux d'olivine orientes dans une direction parallele au mouvement de la plaque pacifique. Dans un deuxieme temps, on developpe et on montre l'efficacite d'une methode d'inversion de formes d'ondes

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Raucoules, Daniel. "Mesure des déformations sur la surface de la Terre à partir de techniques de télédétection spatiales". Habilitation à diriger des recherches, Université d'Orléans, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00601459.

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Resumen

Ce document résume les travaux de recherche effectués au BRGM depuis la fin de ma thèse dans la thématique de la mesure de la déformation de la surface du sol à partir de techniques de télédétection spatiales. Les applications de ces techniques s'inscrivaient dans la perspective d'une contribution à l'évaluation de risques naturels ou anthropiques et par conséquent ciblaient les phénomènes entrant dans ces domaines (tels que subsidence urbaine et minière, glissement de terrains, séismes,...). Nous avons principalement utilisé des techniques d'interférométrie radar satellitaires (conventionnelle et persistent scaterrers) et de corrélation d'images. Ces techniques peuvent apporter une alternative ou un complément aux techniques de surveillance au sol nécessaires au suivi de ces phénomènes. Le document présente notre contribution à cette thématique aussi bien sur le plan méthodologique (évaluation et amélioration des techniques) que des applications (analyses en termes de phénomènes ou de conséquences en terme de risques). Les publications les plus représentatives parmis celles qui ont découlé de ses travaux sont incluses dans le document.

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Ayoub, François. "Suivi de changements morphologiques de surface à partir d'images aériennes et satellitaires, sur Terre et Mars". Toulouse 3, 2014. http://thesesups.ups-tlse.fr/2621/.

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Resumen

Les progrés en télédétection permettent désormais une mesure dense et précise des déplacements de la surface terrestre à partir de l'analyse fine d'images satellitaires acquises à différentes dates. Ces méthodes permettent de détecter et de quantifier par exemple la déformation co-sismique du sol, l'avancée ou le recul de glacier, la migration de dunes, ou les glissements de terrain, survenus entre les dates d'acquisition des images. Au cours de cette thèse nous étudions 1) l'extension des méthodes de traitement d'images satellitaires aux images aériennes et 2) l'applicabilitée des méthodes satellitaires terrestres en planétologie, en particulier pour l'étude des processus éoliens sur mars. L'imagerie aérienne, dont les premières acquisitions datent d'avant l'ère satellitaire et offrant de meilleures résolutions spatiales, constitue une source d'images intéressante pour le suivi des processus de surface terrestre. Nous proposons une méthode de traitement d'images aériennes, basée sur les méthodes satellitaires et prenant en compte les spécificités des images aériennes d'archive acquises sur film notamment. Le potentiel (e. G. , mesure de déplacement de quelques centimètres, revisite d'évènements passés, extension de séries temporelles) et limites (e. G. , déformation du film, défauts de numérisation) de ce type d'imagerie sont caractérisés. La méthode est appliquée à la mesure de l'ouverture du rift de Krafla en Icelande (1975-1984) à partir de deux série d'images aériennes (1957, 1990), d'une image espion déclassifiée et d'une image satellitaire. En seconde partie, nous appliquons ces techniques sur mars via l'analyse d'une paire d'images HIRISE pour le suivi d'activité d'un champ de dunes. Après adaptation des méthodes terrestres au capteur HiRISE (e. G. , géométrie de l'instrument, projection cartographique martienne), nous mesurons la migration des rides de sable couvrant les dunes et estimons un flux de sable associé, qui s'avère être d'intensité comparable à celui de certains champs de dunes terrestres. L'analyse est étendue à une série temporelle de 10 images HiRISE, permettant ainsi de caractériser la variation saisonnière du flux au cours d'une année martienne. Cette variation saisonnière est ensuite utilisée conjointement avec une prédiction de flux issue d'une simulation atmosphérique pour calibrer la contrainte en cisaillement du sable sur mars
The analysis of satellites imagery acquired at different dates allows the measurement of Earth surface displacement (earthquake ground deformation, glacier advance and retreat, sand dunes migration, slow-moving landslide,. . . ) that occured between the images acquisitions. In this thesis we investigate 1) the extension of the processing techniques established for satellite imagery to aerial imagery, and 2) the applicability of Earth-based technique to monitor eolian surface processes on Mars. Aerial imagery, whose first acquisition dates back decades before the satellite era, and whose ground resolution is higher than satellite one, can be relevant to monitor Earth surface displacement. We present a methodological extension of the satellite technique to aerial imagery. Potential and limitations are investigated. Application to the Krafla rift opening in Iceland (1975-1984), using aerial imagery, declassied spy imagery, and modern satellite imagery is presented. Next, we applied the method to Mars imagery taking advantage of the high resolution HiRISE instrument. A pair of HiRISE images is processed to monitor the activitys of a dune field. We measured sand ripple migration and inferred a sand flux comparable to some the Earth dune fields sand flux. We then expand our processing to a time-series of 10 HiRISE images, and characterized the seasonal variability of the sand flux throughout the year. This seasonal sand flux variability is used jointly with a sand flux prediction from atmospheric simulations to constrain the sand mobility threshold

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Montagner, Jean-Paul. "Etude de la structure profonde de la terre a partir des ondes de surface de longue periode". Paris 6, 1986. http://www.theses.fr/1986PA066188.

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Resumen

Differentes methodes d'inversion de la vitesse de ces ondes sont appliquees a plusieurs regions du globe: ocean pacifique, afrique, ocean indien. La regionalisation suivant l'age du fond oceanique montre que des heterogeneites laterales de vitesse existent jusqu'a au moins 400 km de profondeur et que la correlation entre la tectonique de surface et la structure profonde est meilleure sous l'ocean pacifique que sous l'ocean indien

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Boy, Jean-Paul. "Effets des surcharges atmospheriques sur les variations de gravite et les deplacements de surface de la terre". Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2000. http://www.theses.fr/2000STR13232.

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La gravimetrie est un des outils privilegies d'investigation de la dynamique globale et interne terrestre. L'atmosphere constitue une des principales sources de perturbations des mesures de gravite en surface empechant la detection de phenomenes profonds et de faible amplitude, comme les modes vibratoires du noyau liquide et de la graine solide. Les donnees des gravimetres sont usuellement corrigees des effets de pression au moyen d'une modelisation empirique simple, consistant en la determination d'une admittance barometrique entre les mesures locales de la gravite et de la pression atmospherique. Nous calculons a l'aide des fonctions de green, traduisant la reponse spatiale de la terre solide aux surcharges atmospheriques, et des champs globaux fournis par les centres de prevision meteorologiques europeen (ecmwf) et americain (ncep), la contribution de l'atmosphere aux variations de gravite et deplacements en surface. Cette estimation physique permet une reduction significative et systematique, pour des periodes comprises entre quelques jours et une centaine de jours, des residus de gravite en surface mesuree par differents gravimetres cryogeniques par rapport a la correction empirique au moyen de la seule donnee de pression locale. Par contre, les incertitudes des mesures gps ne permettent pas une reduction systematique des donnees de deplacements en surface. La precision des gravimetres cryogeniques nous permet egalement d'examiner la reponse des oceans aux variations de pression atmospheriques. Nous prouvons que l'hypothese classique du barometre non-inverse (les oceans transmettent integralement la pression atmospheriques sur le fond) ne constitue pas un modele physique valide. Par contre, l'hypothese du barometre inverse (les oceans compensent statiquement les variations de pression) permet une estimation satisfaisante de cette reponse pour des periodes comprises entre quelques jours et une centaine de jours.

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Montagner, Jean-Paul. "Etude de la structure profonde de la terre à partir des ondes de surface de longue période". Grenoble 2 : ANRT, 1986. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37599735t.

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Fassier, Marielle. "Interactions entre l'environnement et la terre cuite : Rôle de la rugosité de surface : Influence de revêtements avec des propriétés photocatalytiques". Limoges, 2009. http://www.theses.fr/2009LIMO4023.

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Le développement et la prolifération de micro-organismes sur les toitures de terre cuite peuvent provoquer, outre un aspect inesthétique, des dégradations mécaniques et chimiques du matériau. Pour lutter contre ces micro-organismes, les études actuelles cherchent à conférer aux surfaces de ces produits une propriété autonettoyante par deux techniques. La première consiste à modifier la rugosité de surface en reproduisant la micro et nanostructure présente à la surface d'une feuille de lotus. La microstructure a été reproduite par empreinte tandis que la nanostructure a été conférée par un dépôt organique. Des mesures d'angle de contact ont validé l'effet de la microstructure reproduite sur la mouillabilité du substrat. La seconde approche est basée sur l'élaboration de revêtements photocatalytiques à base d'oxydes semi-conducteurs. La mesure de l'activité photocatalytique a permis de répertorier les paramètres de TiO2 influençant cette propriété et de mettre en avant des oxydes alternatifs comme ZnO ou SnO2. Enfin, les solutions développées ont été testées en présence de micro-organismes vivants afin d'estimer leur capacité à retarder ou à ralentir leur colonisation et leur prolifération
The developpement and proliferation of micro-organisms on clay roof tiles can cause, besides an unaesthetic aspect, mechanical and chemical damage to the material. Current research is devoted to self cleaning of the tile surface to prevent such micro-organisms growth through two different approaches. The first one is based on reproduction of the micro and nanostructure of the lotus leaf in the surface roughness. At the microstructure scale, this involves the use of a negative replica whereas the nanostructure requires an organic coating. Measurements of the contact angle yield a value of 80° which is further increased by the coating. The second approach is based on the developpement of photocatalytic coatings using semi-conductor oxide powders. Critical parameters such as coherent domain size and specific surface area for the photocatalytic activity of TiO2 were investigated. Promising results for ZnO and SnO2 as alternatives were obtained. Finally, the developed solutions were tested with real micro-organisms to evaluate their ability to inhibit colonisation and proliferation

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Roussel, Nicolas. "Application de la réflectométrie GNSS à l'étude des redistributions des masses d'eau à la surface de la terre". Thesis, Toulouse 3, 2015. http://www.theses.fr/2015TOU30327/document.

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Resumen

La réflectométrie GNSS (ou GNSS-R) est une technique de télédétection originale et pportuniste qui consiste à analyser les ondes électromagnétiques émises en continu par la soixantaine de satellites des systèmes de positionnement GNSS (GPS, GLONASS, etc.), qui sont captées par une antenne après réflexion sur la surface terrestre. Ces signaux interagissent avec la surface réfléchissante et contiennent donc des informations sur ses propriétés. Au niveau de l'antenne, les ondes réfléchies interfèrent avec celles arrivant directement des satellites. Ces interférences sont particulièrement visibles dans le rapport signal-sur-bruit (SNR, i.e., Signal-to-Noise Ratio), paramètre enregistré par une station GNSS classique. Il est ainsi possible d'inverser les séries temporelles du SNR pour estimer des caractéristiques du milieu réfléchissant. Si la faisabilité et l'intérêt de cette méthode ne sont plus à démontrer, la mise en oeuvre de cette technique pose un certain nombre de problèmes, à savoir quelles précisions et résolutions spatio-temporelles peuvent être atteintes, et par conséquent, quels sont les observables géophysiques accessibles. Mon travail de thèse a pour objectif d'apporter des éléments de réponse sur ce point, et est axé sur le développement méthodologique et l'exploitation géophysique des mesures de SNR réalisées par des stations GNSS classiques. Je me suis focalisé sur l'estimation des variations de hauteur de l'antenne par rapport à la surface réfléchissante (altimétrie) et de l'humidité du sol en domaine continental. La méthode d'inversion des mesures SNR que je propose a été appliquée avec succès pour déterminer les variations locales de : (1) la hauteur de la mer au voisinage du phare de Cordouan du 3 mars au 31 mai 2013 où les ondes de marées et la houle ont pu être parfaitement identifiées ; et (2) l'humidité du sol dans un champ agricole à proximité de Toulouse, du 5 février au 15 mars 2014. Ma méthode permet de s'affranchir de certaines restrictions imposées jusqu'à présent dans les travaux antérieurs, où la vitesse de variation verticale de la surface de réflexion était supposée négligeable. De plus, j'ai développé un simulateur qui m'a permis de tester l'influence de nombreux paramètres (troposphère, angle d'élévation du satellite, hauteur d'antenne, relief local, etc.) sur la trajectoire des ondes réfléchies et donc sur la position des points de réflexion. Mon travail de thèse montre que le GNSS-R est une alternative performante et un complément non négligeable aux techniques de mesure actuelles, en faisant le lien entre les différentes résolutions temporelles et spatiales actuellement atteintes par les outils classiques (sondes, radar, diffusiomètres, etc.). Cette technique offre l'avantage majeur d'être basé sur un réseau de satellites déjà en place et pérenne, et est applicable à n'importe quelle station GNSS géodésique, notamment celles des réseaux permanents (e.g., le RGP français). Ainsi, en installant une chaîne de traitement de ces acquisitions de SNR en domaine côtier, il serait possible d'utiliser les mesures continues des centaines de stations pré-existantes, et d'envisager de réaliser des mesures altimétriques à l'échelle locale, ou de mesurer l'humidité du sol pour les antennes situées à l'intérieur des terres
GNSS reflectometry (or GNSS-R) is an original and opportunistic remote sensing technique based on the analysis of the electromagnetic waves continuously emitted by GNSS positioning systems satellites (GPS, GLONASS, etc.) that are captured by an antenna after reflection on the Earth's surface. These signals interact with the reflective surface and hence contain information about its properties. When they reach the antenna, the reflected waves interfere with those coming directly from the satellites. This interference is particularly visible in the signal-to-noise ratio (SNR) parameter recorded by conventional GNSS stations. It is thus possible to reverse the SNR time series to estimate the reflective surface characteristics. If the feasibility and usefulness of thismethod are well established, the implementation of this technique poses a number of issues. Namely the spatio-temporal accuracies and resolutions that can be achieved and thus what geophysical observables are accessible.The aim of my PhD research work is to provide some answers on this point, focusing on the methodological development and geophysical exploitation of the SNR measurements performed by conventional GNSS stations. I focused on the estimation of variations in the antenna height relative to the reflecting surface (altimetry) and on the soil moisture in continental areas. The SNR data inversion method that I propose has been successfully applied to determine local variations of : (1) the sea level near the Cordouan lighthouse (not far from Bordeaux, France) from March 3 to May 31, 2013, where the main tidal periods and waves have been clearly identified ; and (2) the soil moisture in an agricultural plot near Toulouse, France, from February 5 to March 15, 2014. My method eliminates some restrictions imposed in earlier work, where the velocity of the vertical variation of the reflective surface was assumed to be negligible. Furthermore, I developed a simulator that allowed me to assess the influence of several parameters (troposphere, satellite elevation angle, antenna height, local relief, etc.) on the path of the reflected waves and hence on the position of the reflection points. My work shows that GNSS-R is a powerful alternative and a significant complement to the current measurement techniques, establishing a link between the different temporal and spatial resolutions currently achieved by conventional tools (sensors, radar, scatterometer, etc.). This technique offers the major advantage of being based on already-developed and sustainable satellites networks, and can be applied to any GNSS geodetic station, including permanent networks (e.g., the French RGP). Therefore, by installing a processing chain of these SNR acquisitions, data from hundreds of pre-existing stations could be used to make local altimetry measurements in coastal areas or to estimate soil moisture for inland antennas

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Lévêque, Jean-Jacques. "Etude du manteau supérieur de la terre par inversion anisotrope des ondes de surface et de leurs harmoniques". Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37607381q.

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Palmino, F. "Etudes d'interfaces terre rare/semi-conducteur et réalisation de croissances nanostructurées: Er/Si, Sm/Si et Pb/Sm-Si". Habilitation à diriger des recherches, Université de Franche-Comté, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00091968.

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Labatut, Alain. "Contribution à l'étude des flux d'ozone dans la couche de surface". Toulouse 3, 1995. http://www.theses.fr/1995TOU30282.

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Resumen

La communaute scientifique porte un interet grandissant a l'ozone localise dans la troposphere, en premier lieu parce que sa concentration est en constante augmentation. Ce phenomene n'est pas sans risque sur la biosphere, puisque l'ozone est un puissant oxydant. L'ozone n'est pas emis directement dans l'atmosphere et sa concentration dans la troposphere resulte de l'importance relative des termes de production et de destruction d'ozone. Ce travail a porte sur la caracterisation du depot sec qui est le processus principal de destruction d'ozone (galbally et roy, 1980). Ce processus est fonction de la capacite des mouvements atmospheriques a transporter verticalement l'ozone des couches plus hautes vers la surface. Cet aspect est assure par la turbulence atmospherique. Une fois en contact avec la surface, la vitesse de destruction (resistance) de l'ozone depend des caracteristiques de la surface et du gaz. L'idee est donc de determiner une revue exaustive (modelisation) de la reactivite de chacun des gaz selon le type de surface concernee afin de modeliser le processus du depot sec. Cette modelisation est basee sur la determination du flux vertical de la substance. Pour cela, il existe differentes techniques de mesure et, parmi celles-ci, la methode des correlations apparait comme la plus naturelle et la plus fiable. Cette methode ne fait appel a aucun principe de similitude et, grace a l'analyse spectrale, nous possedons un puissant moyen de controle sur la validite des flux mesures. La methode des correlations repose sur la determination des fluctuations de la concentration et de la vitesse verticale. L'ecoulement dans la couche limite est defini par son caractere turbulent. Le flux vertical sera donc calcul sur tout le domaine en frequence ou se situent les fluctuations generees par la turbulence atmospherique. Nous avons tente de mettre en evidence la similitude spectrale et cospectrale entre les differents scalaires mesures (ozone, temperature, vapeur d'eau) lor s de quatre campagnes de mesure. Cette analyse a mis en evidence une zone localisee aux basses frequences du domaine spectral, ou l'information (densite d'energie) n'est pas attribuable aux echanges avec la surface. L'integration de cette information dans le calcul du flux vertical mesure peut fausser la valeur reelle. L'occurence et l'intensite de ce phenomene ont ete analysees pour les quatres campagnes de mesure. Nous proposons une methode de filtration qui decoule des observations sur la similitude spectrale. La derniere partie detaille les mesures de flux d'ozone effectuees lors de quatre campagnes terrain. Les quatre sites sont caracterises par le type de couverture en surface. Il s'agit d'un sol sans vegetation (saragosse, juillet 1992), d'une vegetation active (betteraves, spc, juin 1993) et peu active (bema, juin 1993), et d'une foret de pin (landes, juin 1992). En premiere approximation, le flux d'ozone au niveau de la surface est dirige soit vers le sol (decomposition thermodynamique de l'ozone), soit vers les stomates des vegetaux (assimilation de l'ozone lors des processus d'echange de la plante avec le milieu exterieur). De recents travaux contestent le role preponderant joue par l'activite stomatale au dessus d'un couvert vegetal et accordent une part importante au flux dirige vers le sol (massman, 1993 ; stocker et al. , 1993 ; van pul et al. , 1994). Les resultats de la campagne spc ont permis d'aboutir a une parametrisation du pourcentage du flux du a l'activite stomatale. Ces resultats montrent que la partition des flux d'ozone est une fonction lineaire du rapport de bowen. En l'absence d'activite vegetale et au dessus d'un sol sec presentant une faible resistance a la destruction d'ozone (saragosse), les flux d'ozone sont controles par la turbulence dynamique et convective. La vitesse de depot d'ozone normalisee par une echelle de vitesse caracteristique de la couche de surface est fonction de l'indice de stabilite (z/l). Une equation de similitude est proposee. Elle permet de retrouver les valeurs experimentales de la vitesse de depot avec une precision satisfaisante

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Soufflet, Véronique. "Étude des aérosols troposphériques à partir du sol et de l'espace : application aux corrections atmosphériques". Lille 1, 1992. http://www.theses.fr/1992LIL10075.

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Resumen

Ce travail fait partie d'un ensemble d'études sur l'observation dans le domaine solaire de la surface terrestre, caractérisée par sa réflectance et sur l'observation de l'atmosphère, caractérisée par son contenu en aérosols. Une première partie concerne l'amélioration de la méthode de Langley, permettant d'obtenir l'épaisseur optique des aérosols, grandeur caractéristique de leur contenu dans l'atmosphère. La méthode a été validée à partir des données sol de deux radiomètres multispectraux utilisés en Afrique de l'Ouest. Nous présentons ensuite une étude de faisabilité d'algorithme de corrections atmosphériques fondée sur les mesures sol précédentes et appliquée aux régions semi-arides du Sahel. Nous avons étudié plus particulièrement les effets directionnels induits à la fois par l'atmosphère et par la surface à partir de l'imagerie satellitaire NOAA/AVHRR. Une correction atmosphérique s'est révélée indispensable pour accéder au caractère directionnel de la cible et estimer l'indice de végétation généralement sous-estimé par les effets d'atmosphère. Une dernière partie consiste en une étude de faisabilité pour retrouver l'épaisseur optique des aérosols à partir de l'image satellite NOAA/AVHRR elle-même. La méthodologie est fondée sur la télédétection des surfaces sombres telles que la forêt dans le visible et les surfaces d'eau dans le proche infrarouge. L'étude montre que la végétation dense semble être une cible très prometteuse pour ce genre d'approche

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Sieminski, Anne. "Tomographie du manteau supérieur antarctique par les ondes de surface multimodes : Etude en théorie des rais et apport d'une théorie de propagation à fréquence finie". Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2005. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2005/SIEMINSKI_Anne_2005.pdf.

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Resumen

La tomographie sismique est un outil essentiel à la compréhension de la dynamique du manteau, notamment parce qu'elle pourrait imager les mouvements de convection. Dans la première partie de cette thèse, nous réalisons une tomographie en vitesse d'onde S du manteau supérieur antarctique par l'analyse d'ondes de surface multimodes, ce qui assure une bonne résolution verticale jusqu'à au moins la zone de transition. La résolution latérale est aussi meilleure que celle des études précédentes. Ont ainsi été imagées des anomalies lentes profondément enracinées sous l'Antarctique de l'Ouest. Ces anomalies sont des éléments nouveaux importants pour discuter l'origine du volcanisme de cette région. Cette étude s'insère de plus dans la construction d'un modèle global du manteau supérieur. La précision de ces images reste toutefois insuffisante pour détecter des objets étroits tels que les panaches mantelliques. Avec les données habituelles, la taille de ces structures approche en fait la limite théorique de la résolution latérale en théorie des rais, utilisée classiquement en tomographie. Afin d'améliorer la précision des images, la seconde partie de cette thèse propose donc une méthode de tomographie intégrant une théorie de propagation à fréquence finie dérivée du scattering linéarisé, plus précise. Appliquée à des données synthétiques, cette tomographie à fréquence finie remplit bien son objectif en donnant effectivement des images plus précises. Appliquée aux données réelles de l'Antarctique, les résultats ne sont pas aussi convaincants et on a même du mal à voir une amélioration des images. D'après ces premiers résultats, raffiner la théorie de propagation tel que nous l'avons fait ici ne semble donc pas être la solution décisive pour faire progresser d'un grand pas l'imagerie du manteau par les ondes de surface, du moins avec la qualité des données actuelles. D'autres aspects de la propagation restent à explorer
Seismic tomography is a crucial tool to understand mantle dynamics particularly because it is a good way to image the convection motions. The first part of this work is a S-wave velocity tomography of Antarctica upper mantle by the analysis of multimode surface waves. Using these data insures a high vertical resolution down to at least the transition zone. The lateral resolution is also better than in previous studies. We have imaged deeply-rooted low-velocity anomalies beneath West Antarctica that are new and important elements to discuss the origin of the regional volcanism. This study is also part of the building of a global upper mantle model. However, these images are not accurate enough to detect narrow objects like mantle plumes. With the usual data set, the size of such structures is actually close to the theoretical limit of the lateral resolution in ray theory, commonly used in tomography. To improve the accuracy of the images, in the second part of this work, we therefore propose a tomography method including a finite frequency wave propagation deduced from first-order scattering theory, more precise than ray theory. Applied to synthetic data, this finite frequency tomography indeed succeeds in producing more precise images. When applied to the real antarctic data set, the results are not however convincing. An improvement of the imaging is even hardly observed. From these first results, improving the propagation theory as we have done here thus does not appear to be the conclusive solution to make tremendous progress in seismic imaging of the mantle from surface waves, at least with the quality of the present data sets. Other aspects of wave propagation should now be explored

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Bessin, Paul. "Évolution géomorphologique du Massif armoricain depuis 200 MA : approche Terre-Mer". Thesis, Rennes 1, 2014. http://www.theses.fr/2014REN1S180/document.

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Resumen

Le Massif armoricain est un domaine de socle cadomo-varisque ouest-européen de faible altitude (maximum 400m), caractérisé par des surfaces d'aplanissement, dont l'évolution géologique et géomorphologique mésozoïque et cénozoïque est débattue. L'objectif de cette étude est de reconstituer la croissance du relief de ce massif. Une analyse géomorphologique, à terre et à mer, des surfaces d'aplanissement à été réalisée. Celle-ci est basée sur leur (i) cartographie, (i) chronologie relative, (iii) relations avec les profils d'altération et (iv) datation au moyen des dépôts sédimentaires datés les fossilisant. Six surfaces d'aplanissement ont été identifiées et datées et la plupart sont exhumées. Elles sont d'âge anté-Jurassique inférieur (PS1 à PS3), anté-Jurassique moyen (PS4), ante-Crétacé inférieur (PS5) et Paléocène (PS6). Au moins deux phases d'enfouissement/exhumation ont été identifiées : (1) un enfouissement au cours du Jurassique suivi d'une exhumation au Crétacé inférieur et (2) un enfouissement au Crétacé supérieur suivi d'une dénudation du Crétacé terminal à l'Éocène inférieur. La première période d'exhumation est probablement reliée à l'initiation puis l'ouverture du rift entre les paques Ibérie et Eurasie (Golfe de Gascogne) et la seconde à la convergence entre ces deux plaques. Enfin, les mouvements verticaux cénozoïque du massif ont été quantifiés à partir (i) de la position des sédiments marins datés et de milieu de sédimentation connus et (ii) des paléoniveaux marins respectifs de ces dépôts déduits de différentes chartes eustatiques. Ces travaux mettent en évidence (i) une surrection au Paléocène, (ii) une susidence à l'Éocène supérieur et (iii) la surrection déjà caractérisée au Pléistocène
The Armoricain massif is a west-european Cadomo-variscan domain of low altitude (maximum 400 m), characterized by planation surfaces, whose Mesozoic and Cenozoic geological and geomorphological evolution is still debated. The purpose of this study is to retrace the growth of this relief. A geomorphological analysis of the planation surfaces was performed on land and at sea. It is based on their (i) mapping, (ii) relative chronology, (iii) relationships with weathering mantles and (iv) dating using dated sediments that seal those them. Six stepped planation surfaces have been identified and mapped and most of them are exhumed. They are pre-early Jurassic (PS1 to PS3), pre-middle Jurassic (PS4), pre-late Cretaceous (PS5) and Paleocene (PS6). At least two phases of burial and exhumation have been identified: (1) burial in Jurassic time followed by denudation during the early Cretaceous and (2) burial in late Cretaceous time followed dy denudation during the latest Cretaceous to early Eocene. The first period of exhumation is probably related to the initiation and break-up of the rift between Iberia and Eurasia (Bay of Biscay) and the second to the convergence betwenn these two plates. At last, Cenozoic vertical movements of the massif have been quantified from (i) position of dated marine sediments of known depositional environment and (ii) their respective paleo-sea levels deduced from different eustatic charts. This work highlights (i) Paleocene uplift, (ii) late Eocene subsidence and (iii) the already characterized Pleistocene uplift

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Zaroli, Christophe. "Global multiple-frequency S-wave tomography of the Earth’s mantle". Strasbourg, 2010. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/ZAROLI_Christophe_2010.pdf.

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Afin de mieux contraindre la structure interne de la Terre, de nouveaux développements théoriques, sur la propagation des ondes, ont émergé ces dernières années. Une de ces nouvelles méthodes est la tomographie multi-fréquences, qui vise à exploiter la dépendance en fréquence des temps de parcours des ondes de volume, liée aux effets de diffraction. En utilisant cette méthode, cette thèse a pour objectif d'obtenir un modèle tomographique 3-D du manteau en ondes de cisaillement à ``haute-résolution'', qui puisse contribuer à améliorer nos connaissances sur la dynamique de la Terre
For better constraining the structure of the Earth's interior, new theoretical developments on seismic wave propagation have emerged in recent years, and received increasing attention in tomography. One of these new methods is the multiple-frequency tomography, which aims at exploiting the frequency-dependency of body wave travel times related to diffraction effects. In this thesis, we have applied this method in order to obtain a ``high-resolution'' 3-D shear-wave tomographic model of the mantle, that could contribute to a better understanding of the Earth's dynamics

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Le, Huy Minh. "Le champ geomagnetique, les mouvements du fluide a la surface du noyau et les variations decennales de la rotation de la terre". Paris 7, 1995. http://www.theses.fr/1995PA077222.

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Nous etudions l'evolution au cours du temps des mouvements du fluide a la surface du noyau engendrant la variation seculaire du champ geomagnetique sur la periode 1840-1990. Nous mettons en evidence les constantes de temps et les secousses (jerks) geomagnetiques qui caracterisent cette evolution. Utilisant les donnees provenant de 121 observatoires magnetiques repartis a la surface du globe, les jerks de 1970 et de 1978 sont ensuite numeriquement modelises en harmoniques spheriques et expliques en termes de sauts d'acceleration du fluide a la surface du noyau. Par ailleurs, il est argumente que les mouvements dans le noyau sont la source principale des variations decennales de la rotation de la terre: mouvement du pole (oscillation de markowitz) et variations de la longueur du jour. En appliquant l'equation d'euler pour le manteau et en analysant le couplage noyau-manteau en insistant tout particulierement sur les couplages topographiques et gravitationnels, nous discutons le role du noyau dans la creation de ces variations

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Michaud, Réjean. "Sensibilite de previsions meteorologiques a longue echeance aux anomalies de temperature superficielle des oceans". Paris 6, 1987. http://www.theses.fr/1987PA066528.

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Nous observons une grande variabilite interannuelle des moyennes mensuelles et saisonnieres de la circulation atmospherique. Cette variabilite ne peut s'expliquer uniquement par les mecanismes internes de l'atmosphere, specialement dans le cas des regions intertropicales, la variabilite interannuelle des conditions a sa frontiere inferieure, en particulier les temperatures superficielles des oceans, en est donc l'origine, comme le demontre l'observation de circulations atmospheriques tres voisines lors du retour des memes temperatures oceaniques exceptionnelles. Ainsi, une certaine predicibilite des moyennes temporelles de la circulation atmospherique peut-elle etre fondee sur la prevision des anomalies de temperature oceanique. Cependant, en raison de l'existence d'un delai dans le developpement de l'impact de ces anomalies sur l'atmosphere, le probleme de la prevision meteorologique a longue echeance nous amene a poser la question suivante: a partir de quelle echeance la prise en compte des anomalies de temperature oceanique (nous supposons celles-ci parfaitement predites) a-t-elle une influence significative sur la prevision. Les previsions numeriques realisees a l'aide du modele de circulation generale de l'atmosphere du lmd montrent que les anomalies de temperature oceanique proche-equatoriales influencent tres rapidement, en quelques jours, la circulation atmospherique predite. De meme, cette influence se poursuit sur periode relativement longue, superieure au mois. Ainsi, ces deux resultats indiquent que la pleine influence des anomalies de temperature oceanique sur la circulation atmospherique simulee par le modele ne peut etre obtenue que par la prise en compte de ces anomalies sur une periode superieure au mois

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Larbi, Youcef Mohamed Habib Abou Baker. "Contribution à l'étude d'un plancher solaire direct sur terre-plein : modélisation et application au cas d'apports solaires gratuits sur la surface du plancher". Toulouse 3, 1987. http://www.theses.fr/1987TOU30084.

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Élaboration de 2 modèles (mono et bidimensionnels) du plancher solaire. Méthode de détermination de l'État initial le plus plausible pour un site donné, à une période donnée de l'année. Étude de sensibilité sur le type d'isolation sous plancher. En terre plein

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Larbi, Youcef Mohamed Habib. "Contribution à l'étude d'un plancher solaire direct sur terre-plein modélisation et application au cas d'apports solaires gratuits sur la surface du plancher /". Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37606985h.

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Artru, Juliette. "Observations au sol ou par satellite et modélisation des signaux ionosphériques post-sismiques". Paris, Institut de physique du globe, 2001. http://www.theses.fr/2001GLOB0006.

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Depuis 1960 de fortes perturbations de l'ionosphère consécutives à des tremblements de Terre ont mis en évidence le couplage dynamique entre la Terre solide et l'atmosphère. De nombreuses observations de phénomènes associés ont depuis été réalisées, par des mesures au sol ou par satellite. Nous présentons ici une étude de ces phénomènes, fondée d'une part sur la modélisation de ce couplage par les méthodes sismologiques, d'autre part sur le développement de nouveaux outils d'observation adaptés à ce nouveau champ de recherches. Ce travail s'inscrit dans le cadre de la préparation de la mission DEMETER (microsatellite CNES dédié à l'observation des signaux ionosphériques induits par l'activité sismique ou volcanique, dont le lancement est prévu en 2003). La première partie présente les différentes observations en liaison avec le couplage Terre atmosphère, et leur interprétation. La deuxième partie est dédiée à l'établissement d'une extension des méthodes de calcul de modes propres permettant de calculer des sismogrammes synthétiques pour une source et une station situées soit dans la Terre solide, soit dans l'océan ou l'atmosphère. Les synthétiques calculés par sommation de modes, pour une source sismique, montrent un bon accord avec les données fournies par le sondeur Doppler du CEA. La troisième partie présente les travaux réalisés pour développer de nouveaux outils d'observation dans l'ionosphère, notamment au dessus de zones à forte activité sismique, à partir des réseaux GPS denses, tels ceux de Californie ou du Japon. Nous développons enfin en conclusion les perspectives ouvertes par les signaux sismo-atmosphériques, que ce soit dans les champs de la sismologie ou de l'aéronomie

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Letetrel, Camille. "Mouvements verticaux à la surface de la Terre par altimétrie radar embarquée sur satellite, marégraphie et GPS. : un exemple d'application : le Golfe du Mexique". Phd thesis, Université de La Rochelle, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00555566.

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Dans le contexte de la hausse actuelle du niveau marin, la détermination du mouvement vertical à la côte est cruciale pour deux principales raisons. D'une part, parce qu'il est enregistré dans la mesure marégraphique et constitue une source d'incertitude dans l'estimation des variations long terme du niveau marin (suivant les auteurs ces variations sont de l'ordre de 1 à 2 mm/an de montée au cours du siècle passé). Et d'autre part, parce que les processus de subsidence à la côte sont un facteur aggravant des effets de la montée du niveau marin avec parfois des taux qui résultent en une montée relative du niveau marin de l'ordre de 1 cm/an, soit des projections de 1 mètre en un siècle, sans accélération des contributions climatiques actuelles. Cette thèse de doctorat s'attaque à la détermination des mouvements verticaux à la côte par GPS et par une méthode originale de combinaison des données de marégraphie et d'altimétrie radar embarquée sur satellite. La méthode proposée ici est basée sur celle de Kuo et al. (2004), reprise et étendue en appliquant un filtrage spatio-temporel issu de l'analyse EOF des deux types de séries de données. La méthode est appliquée dans le Golfe du Mexique sur la période 1950-2009 en utilisant les quinze séries marégraphiques de plus de 40 ans d'observations disponibles dans la région au PSMSL et les séries altimétriques mises à disposition dans AVISO sur la période 1992-2009. La comparaison avec les mouvements verticaux issus des cinq séries de positions de stations GPS co-localisées avec marégraphes montre un écart moyen quadratique sur les différences de 0.60 mm/an révélant la grande précision de la nouvelle approche. Les séries temporelles GPS ont préalablement fait l'objet d'une analyse poussée du bruit et des incertitudes associées, légitimant l'utilisation des séries GPS dans la correction des tendances du niveau marin obtenues des marégraphes. Les incertitudes obtenues des vitesses verticales GPS sont de l'ordre de 0.5 mm/an ce qui est significativement inférieur à d'autres analyses de ce type. La méthode altimétrie moins marégraphie mise au point offre donc des perspectives intéressantes dans la détermination précise des mouvements verticaux côtiers où il n'existe pas de mesures géodésiques.

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HURTREZ, STEPHANE. "Caracterisation geologique des surfaces de mars et de la terre par spectro-imagerie infrarouge". Paris 11, 1995. http://www.theses.fr/1995PA112434.

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Une methode d'etude des images multi-spectrales infrarouges ism (phobos-arat) et aviris est developpee. Elle repose sur la representation graphique de deux parametres caracteristiques de chaque spectre de la region etudiee l'un en fonction de l'autre. Les nuages de points obtenus, delimitent des familles spectrales, correspondant a des surfaces planetaires ayant des proprietes physico-chimiques voisines. On determine alors (par moyenne) un spectre representatif de chaque famille. Chaque representant peut etre caracterise ensuite spectralement en termes de bandes d'absorption et de mineralogie. Enfin, apres avoir affecte une couleur a chaque famille spectrale determinee, on colorie sur une carte de la region etudiee chaque element d'image de la couleur de la famille auquel son spectre appartient. On obtient ainsi une carte d'unites spectrales permettant de visualiser les relations geologiques entre les diverses unites decrites. L'application s'avere riche en enseignements sur mars, plus delicate sur terre en raison des sols, et de la vegetation et des variations topographiques. Une annexe presente un travail sur le volcanisme relie aux interactions tectoniques entre les bassins d'impacts geants sur mars, et montre aussi qu'elles peuvent expliquer en partie la distribution des reliquats de failles concentriques associees aux bassins d'impacts

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Couturier, François. "Dynamique interne des planètes telluriques et observables géophysiques de surface". Phd thesis, Université de Nantes, 2007. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00278111.

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Nous avons utilisé les données gravimétriques de Mars Global Surveyor pour étudier la ligne de rivage martienne Deuteronilus. Les variations du potentiel de pesanteur le long de ce contact et l'estimation des limites géographiques de celui-ci permettent de mettre en évidence la déformation de la planète au Noachien supérieur et de déterminer les caractéristiques de l'océan martien primordial. L'hypsométrie de la topographie de Mars traduit des phénomènes qui, sur Terre, sont associés à des processus d'isostasie thermique et qui, ici, correspondent à la région qui a abrité cet océan.
La seconde partie de ce travail traite de la dynamique interne des planètes telluriques et de son lien avec les observables géophysiques. En l'absence de données sismologiques, la mesure du champ de gravité d'une planète et de son relief fournit une contrainte de premier ordre sur la nature de la structure interne. Nous proposons donc le calcul systématique du géoïde et de la topographie dynamique associés à des modèles numériques 3D sphériques de la dynamique interne (convection thermique pour un fluide à viscosité variable). Une méthode spectrale de calcul est proposée dans un cadre adimensionné. L'analyse spectrale
de modèles synthétiques de structure interne permet d'évaluer le rôle de certains paramètres clés de la dynamique interne (variations de viscosité, chauffage interne).

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Mocquet, Antoine. "Structure tri-dimensionnelle du manteau supérieur sous l'océan atlantique d'après l'étude des ondes de Rayleigh longue période". Rennes 1, 1988. http://www.theses.fr/1988REN10136.

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L'un des buts de la sismologie est de décrire la structure profonde du globe. Récemment, de nouvelles techniques d'inversion des données ont été mises au point, tandis que de nouveaux réseaux sismologiques de plus en plus denses et performants étaient installés, permettant une meilleure connaissance de l'inte��rieur de la Terre. L'étude tri-dimensionnelle du manteau supérieur sous l'Océan Atlantique grace à l'inversion des données sismologiques longue période s'inscrit dans le cadre de ces recherches. Ce travail se décompose en 3 étapes. Tout d'abord, les vitesses de groupe et de phase du mode fondamental de Rayleigh sont mesurées sur 86 trajets directs séisme-station à travers l'Océan Atlantique, En utilisant la composante verticale d'enregistrements Géoscope très longue période (VLP), complétés par des données IDA et GDSN, Pour un domaine de périodes compris entre 50 et 200 s. Les vitesses obtenues sur chaque trajet sont ensuite corrigées des perturbations dues aux couches superficielles de la Terre jusqu'à la base de la croûte terrestre, puis régionalisées à période constante. Cette régionalisation est effectuée sous forme continue, sans à-priori géographique. L'inversion simultanée des cartes de vitesses de groupe et de phase à période constante montre que les vitesses d'ondes S se répartissent principalement suivant deux distributions : la première est corrélée à l'âge du plancher océanique et est mieux exprimée, jusqu'à de grandes profondeurs, dans l'Atlantique Nord. La deuxième présente des anomalies orientées Est-Ouest, alternativement lentes et rapides suivant une direction Nord-Sud. Dans l'Atlantique sud, ce second type de distribution est bien corrélé géographiquement avec l'anomalie isotopique Dupal. Il pourrait aussi correspondre au sommet d'une cellule de convection induite par la subduction sud-américaine [. . . ]. Une tentative d'interprétation des profils de vitesses d'ondes S en termes de température conduit à considérer la lithosphère comme une couche thermique limite, dont l'épaisseur et la température à la base sont en accord avec les interprétations de flux de chaleur et de bathymétrie des fonds océaniques

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Wang, Ao. "Imagerie différentielle en ondes de surface sismiques et ultrasonores pour le monitoring de structures anthropiques et du proche sous-sol environnant". Thesis, Nantes, 2020. http://www.theses.fr/2020NANT4067.

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Les 1ers mètres du sous-sol, la Zone Critique, concentrent de nombreuses activités humaines. La ZC est aussi le siège de perturbations en raison du changement climatique à travers des variations du niveau des nappes, de modifications hydriques et mécaniques qui augmentent l’érosion et les risques de dommages voire d’effondrements. Aussi, la surveillance de la subsurface et de ses structures anthropiques est actuellement un enjeu majeur. De ce fait, les méthodes géophysiques, notamment sismiques permettant d’évaluer les paramètres mécaniques du milieu sont intéressantes. Parmi elles, la technique MASW basée sur les Ondes Sismiques de Surface estime un profil 1D de vitesses d’ondes S. La donnée inversée correspond à la dispersion de la vitesse de phase (Vph) ou de groupe. Cependant, la précision des solutions inverses par MASW ne discrimine pas les variations de Vs de quelques pourcents. Ces limites sont dues au niveau d’incertitude des mesures mais aussi à la sensibilité de la donnée aux paramètres du milieu. Pour lever ce verrou, nous proposons 3 alternatives méthodologiques. La première propose d’inverser la dérivée fréquentielle de Vph. Les 2 autres reposent sur l’inversion de données différentielles. Dans la première, il s’agit de la distance statistique entre les lobes principaux des diagrammes de dispersion assimilés à des histogrammes. Dans la deuxième, il s’agit de formulation analytique par approximation linéaire de Vph. Ces propositions sont appliquées à des modèles bicouches, tant sur des données synthétiques que sur des mesures de laboratoire sur du béton et par interférométrie laser sur des modèles en résines
The 1st meters of the underground media, the Critical Zone, involve many human activities. It is also the site of disturbances due to climate change through variations in the level of the water table, hydric and mechanical modifications that increase erosion and the risks of damage or even collapse. Therefore, monitoring of the subsurface and its anthropogenic structures is currently a major challenge. Therefore, geophysical methods, especially seismic methods, which allow to evaluate the mechanical parameters of the environment, are interesting. Among them, the MASW technique based on Surface Seismic Waves estimates a 1D-profile of S wave velocities. The inverted data corresponds to the dispersion of the phase velocity (Vph) or group velocity. However, the accuracy of the MASW inverse solutions does not discriminate Vs variations lower than a few percent. These limits are due to the current level of measurements uncertainty but also to the sensitivity of the data to the medium parameters. To overcome this key issue, we propose 3 methodological alternatives. The first proposes to invert the frequency derivative of Vph. The 2 others are based on the inversion of differential data. In the first one, it is the statistical distance between the main lobes of dispersion diagrams assimilated to histograms. In the second, it is an analytical formulation by linear approximation of Vph. These proposals show a contribution of the resolution for typical two-layer models of the subsurface, based on synthetic data and laboratory measurements by laser interferometry on resin and concrete models

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Balan, Etienne. "Cristallochimie des silicates a la surface de la terre. Evolution de la kaolinite et du zircon dans les sediments et les sols du bassin amazonien". Paris 7, 2000. http://www.theses.fr/2000PA077009.

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Cette these est une contribution a l'etude de l'evolution des kaolinites et des zircons en milieu lateritique. L'analyse par resonance paramagnetique electronique (rpe) du statut du fer trivalent au sein des kaolinites, a l'aide d'un code de calcul original permettant la modelisation des spectres rpe de materiaux desordonnes, permet d'etablir une relation directe entre le mode d'empilement de la kaolinite et le signal rpe du fer et donne acces a la concentration en fer correspondant au signal observe. L'etude de la differenciation d'un sol ferralitique a partir de sediments kaoliniques dans la region de manaus (bresil) met en evidence l'existence de deux types de kaolinites presentant des concentrations en fer structural dilue voisines. L'un, bien ordonne, est caracteristique du materiau sedimentaire et l'autre, plus desordonne et d'age plus recent, est d'origine pedogenetique. La transition de l'un a l'autre ne semble pas faire intervenir de kaolinites avec des degres d'ordre structural intermediaires. Les zircons issus des memes formations presentent des degres de metamictisation variables s'echelonnant d'un pole bien cristallise jusqu'a un degre maximal correspondant au seuil de percolation du processus de metamictisation. L'effet de la pedogenese sur la morphologie de la surface des zircons les mieux cristallises est faible. L'utilisation de techniques spectroscopiques (rbs, xps) sensibles a la composition chimique de zones voisines de la surface des cristaux montre qu'il n'existe pas de couche passivante enrichie en zirconium a la surface des zircons naturels. La faible reactivite du zircon apparait donc comme controlee par les proprietes de sa surface. En particulier, l'etude theorique de la surface du zircon cristallin, a l'aide d'un modele semi-empirique et de methodes ab-initio, suggere que l'adsorption non-dissociative de l'eau est vraisemblablement a l'origine de sa resistance a la dissolution.

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Biddiss, Mark. "Surface deformation in eastern Aphrodite Terra and Alto Regio, Venus". Thesis, University College London (University of London), 1996. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.243415.

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Pérez, Solano Carlos Andrés. "Imagerie sismique de la proche sub-surface : modification de l'inversion des formes d'onde pour l'analyse des ondes de surface". Electronic Thesis or Diss., Paris, ENMP, 2013. http://www.theses.fr/2013ENMP0023.

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L’amélioration des images sismiques peut aider à mieux contraindre l’exploration deshydrocarbures. Les ondes élastiques qui se propagent dans la Terre peuvent être classifiéescomme ondes de volume et ondes de surface. Si ces dernières sont les plus énergétiques,seules les ondes de volume sont couramment considérées comme des signaux utiles.Cependant, les ondes de surface sont utiles pour caractériser la proche sub-surface.Classiquement, les ondes de surface sont analysées dans des contextes de propriétésélastiques localement 1D.Nous proposons une modification de l’inversion des formes d’onde classique pourreconstruire des profils de propriétés 2D (la windowed-Amplitude Waveform Inversion, w-AWI). La w-AWI est spécialement robuste en ce qui concerne le choix du modèle initial.Nous appliquons la w-AWI aux données synthétiques ainsi qu’aux données réelles, montrantque cette approche permet de récupérer des propriétés 2D
High-resolution seismic imaging is essential to improve results of hydrocarbon exploration.Elastic waves propagate in the Earth as body and surface waves, the latter being the mostenergetic ones. Body waves are preferred for exploration seismic imaging while surfacewaves are usually considered to be noise. However, it has been recognised that the nearsurface can be characterised by analysing surface waves and that such result may improvethe outcome of body-wave processing. Currently, surface waves analysis leads to retrievelocal 1D property profiles.We propose a waveform-based inversion procedure to derive 2D velocity models fromsurface waves. This method consists of a misfit functional modification of classical FullWaveform Inversion and we call it windowed-Amplitude Waveform Inversion (w-AWI). Weshow that w-AWI is robust regarding the choice of initial velocity model. We apply w-AWI tosynthetic and real data obtaining encouraging near-surface imaging results

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Gohin, Francis. "Analyse geostatistique des champs thermiques de surface de la mer". Paris, ENMP, 1987. http://www.theses.fr/1987ENMP0095.

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Afin d'etablir des cartes des champs thermiques de surface de la mer aussi precises que possible, des observations in situ sont melees a des images obtenues par teledetection. Les structures de la temperature de surface de la mer sont etudiees saisonnierement et modelisees par des variogrammes. Si les donnees in situ provenant des nombreux navires collaborant au reseau meteorologique mondial sont entachees d'erreurs importantes, elles sont cependant a la base des atlas climatiques et utilisees de ce fait en tant que reference. Plus precises dans le temps et l'espace les observations des satellites tiros (defilant de la national oceanographic and atmospheric administration) et meteosat (geostationnaire de l'agence spatiale europeenne) sont cependant soumises a des effets de surface et a l'absorption atmospherique. L'effet des erreurs est discute et une methode, basee sur les techniques de krigeage, est proposee pour cartographier au mieux les isothermes en incorporant l'ensemble des informations

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Pallotta, Sandrine. "Compréhension du signal issu d'une surface hétérogène rugueuse dans le domaine infrarouge en télédétection : analyse de l'agrégation des propriétés thermo-optiques de ses constituants". Toulouse, ENSAE, 2006. http://www.theses.fr/2006ESAE0007.

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La télédétection aéroportée en infrarouge est couramment utilisée pour l'étude des surfaces terrestres (applications militaires, climatologie, météorologie, environnement). Dans ce cadre, les modèles actuels en luminance restent insuffisants pour une description fine. L'objectif de cette thèse est donc de mieux comprendre le signal mesuré par télédétection infrarouge sous différentes conditions de visée (modèle de transfert radiatif), et de modéliser la relation entre les signaux issus d’une surface à différentes résolutions spatiales (modèle d'agrégation). La première partie présente le modèle physique de transfert radiatif développé. Ce modèle décrit finement les couplages radiatifs issus d’une surface rugueuse et hétérogène atteignant un capteur aéroporté sur le domaine 3-14µm, et prend en compte les effets d'environnement et directionnels de surface. La validation expérimentale couplée à une analyse phénoménologique montre que le modèle restitue le niveau des mesures en température capteur, les comportements directionnels observés et l'importance de la prise en compte de l'hétérogénéité et du relief. Le bilan d'incertitudes réalisé montre l'importance de la maîtrise des données d’entrée. La deuxième partie présente le modèle d'agrégation développé. Ce modèle décrit ﬁnement les relations entre les paramètres de surface déﬁnis à différentes résolutions spatiales tels l'émissivité, la réflectance et la température pour le même type de surface et les mêmes conditions que le modèle de transfert radiatif. L'application du modèle à des cas simples de la littérature montre la cohérence des paramètres équivalents prédits. Ces propriétés équivalentes sont alors utilisées pour calculer la luminance capteur pour plusieurs types de surfaces. La comparaison avec celle fournie par le modèle de transfert radiatif montre que l’allure des courbes de luminance est retrouvée, avec un écart raisonnable (<3,5% au pire cas étudié) variable spéctralement, inhérent au principe d'agrégation. La comparaison avec une agrégation sous hypothèse « sol plat » montre que le modèle permet de diminuer au minimum par deux l’erreur commise sous hypothèse sol plat.

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Carrer, Dominique. "Suivi des flux d'énergie, d'eau et de carbone à la surface : apport de la télédétection et de la modélisation du rayonnement solaire absorbé par la végétation". Thesis, Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066695/document.

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Au niveau global, il a été estimé qu’une augmentation de 4% de l’albédo (ou réflectivité) de la surface provoquerait une diminution de 0,7° de la température d’équilibre de la Terre. Or les propriétés des surfaces (dont l’albédo) changent sous la pression climatique et l’action de l’homme. Parallèlement à ce changement des propriétés de surface un débat divise la communauté scientifique sur une éventuelle diminution ou augmentation du rayonnement incident à la surface depuis le milieu des années 1980 (conséquence d’une augmentation ou diminution de la concentration d’aérosols dans l’atmosphère). La Terre est un système complexe piloté en sa surface par 3 cycles (énergie, eau et carbone). Ces cycles ne sont pas insensibles à ces changements de propriété de réflectivité de surface, de rayonnement solaire incident ou de concentration en aérosols. Certains avancent ainsi qu’une augmentation du rayonnement diffus durant les dernières décennies aurait déjà entraîné un excédent de captation de carbone par la végétation de 9.3%. La problématique ici soulevée est d’évaluer l’apport de la connaissance du flux solaire absorbé par la surface (combinaison du rayonnement solaire et de l’albédo de surface) et plus particulièrement par sa partie végétative pour le suivi des flux d’énergie, d’eau et de carbone. Dans ce travail, j’ai fait appel à l’observation satellitaire et à la modélisation du transfert radiatif pour cartographier la dynamique du rayonnement solaire absorbé par la surface et sur la verticale de la végétation. Dans un premier temps, chacune des sources d’incertitudes sur le rayonnement incident, sur l’albédo de surface mais aussi sur la répartition du rayonnement entre les hétérogénéités horizontales et verticales à la surface furent quantifiées. Puis tout en discutant l’effet de ces incertitudes, j’ai mesuré l’apport de l’utilisation de cette cartographie par satellite du rayonnement solaire absorbé pour estimer les flux d’énergie et d’eau en surface ; ce qui améliora les scores de prévision du temps à court terme et permis également de suggérer des rétroactions à l’échelle climatique sur des zones sensibles tel le Sahel. Aussi une correction de biais de 15% sur l’estimation de la production primaire brute de carbone à l’échelle planétaire démontra l’importance des développements réalisés afin de caractériser les hétérogénéités verticales dans le couvert. Finalement, ce travail m’a conduit à chiffrer l’impact de la méconnaissance des variabilités spatiales et temporelles des propriétés des aérosols (concentration et type). J’ai montré que le suivi au cours du temps des propriétés de directionalité de la réflectivité de surface (tel abordé dans la première partie de mon étude) pouvait aussi permettre de remonter à la quantité d’aérosol dans l’atmosphère. L’utilisation d’observations issues de satellite géostationnaire permet d’estimer la concentration en aérosol avec la même qualité mais avec une fréquence de détection plus élevée (x5 environ) que les méthodes classiques. Enfin, ce travail dresse des pistes pour améliorer la détection des changements des propriétés de réflectivité de surface et d’aérosols de l’atmosphère, et atteindre un suivi encore meilleur des cycles biogéochimiques de la biosphère terrestre
It is known that a global 4% increase of land surface albedo (also called reflectivity) may result approximately in a decrease of 0.7°C in the Earth’s equilibrium temperature. Nowadays the surface properties (including albedo) are changing under climatic and human pressure. At the same time, there is a debate that divides the scientific community about the potential trends (increase or decrease) affecting the surface incoming solar radiation since mid-1980 (resulting of a decrease or increase of aerosol concentration in the atmosphere, respectively). The Earth is a complex system driven at the surface level by three cycles (energy, water, and carbon). These cycles are not insensitive to changes of surface reflectivity, incoming radiation, or aerosol properties. For example, some argue that the increase of diffuse radiation during the last decades would have led to an exceed of carbon uptake by the Earth’s vegetation of 9.3%. The main issue raised here is to assess the added value of the knowledge in absorbed solar radiation by the surface (combination of incoming solar radiation with surface albedo) and, especially, by the vegetation for the monitoring of energy, water and carbon fluxes.In this work, I have used satellite observations and modeled the radiative transfer theory in order to make dynamic mapping of solar radiation absorbed by the surface and through the vertical dimension of the vegetation. First, I quantified each uncertainty source affecting incoming solar radiation, surface albedo and the way radiation is split between horizontal and vertical heterogeneity. In a second step, I measured the added value of using this absorbed radiation mapping of the surface by satellite to estimate the energy and water fluxes at the surface. The resulting improved scores of weather forecast models in the short-range time scale suggested potential feedbacks at the climatic time scale over sensible areas such as the Sahel region. Another significant outcome is that the developments proposed to better characterize the vertical heterogeneity within the canopy led to an improvement of 15% of annual global terrestrial gross primary production (GPP). Moreover, this study has led to measure the impact of the lack of knowledge of spatial and temporal variability of aerosol properties (concentration and type). I have shown that the tracking of temporal changes of directional properties of reflectance allows me to retrieve to the amount of aerosols in the atmosphere as precisely as other widely used methods but with a higher frequency (5 times more) by using data from geostationary satellite. Finally, this study addresses some possibilities to better track temporal changes of properties of reflectivity of surface and aerosol of atmosphere, and to access to a better monitoring of biogeochemical cycles of the terrestrial biosphere

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Benavides, Pinjosovsky Hector Simon. "Assimilation variationnelle des données dans le modèle de surface continentale ORCHIDEE grâce au logiciel YAO". Electronic Thesis or Diss., Paris 6, 2014. http://www.theses.fr/2014PA066590.

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Un modèle de surface continentale (LSM en anglais) est un modèle numérique décrivant les échanges d'eau et d'énergie entre la surface terrestre et l'atmosphère. La physique de la surface de la terre comprend une vaste collection de processus complexes. L'équilibre entre la complexité du modèle et sa résolution, confronté à des limitations de calcul, représente une question fondamentale dans le développement d'un LSM. Les observations des phénomènes étudiés sont nécessaires afin d’adapter la valeur des paramètres du modèle à des variables reproduisant le monde réel. Le processus d'étalonnage consiste en une recherche des paramètres du modèle qui minimisent l’écart entre les résultats du modèle et un ensemble d'observations. Dans ce travail, nous montrons comment l'assimilation variationnelle de données est appliquée aux bilans d'énergie et d'eau du modèle de surface continentale ORCHIDEE afin d’étalonner les paramètres internes du modèle. Cette partie du modèle est appelé SECHIBA. Le logiciel YAO est utilisé pour faciliter la mise en œuvre de l'assimilation variationnelle 4DVAR. Une analyse de sensibilité a été réalisée afin d'identifier les paramètres les plus influents sur la température. Avec la hiérarchie des paramètres obtenue, des expériences jumelles à partir d'observations synthétiques ont été mises en œuvre. Les résultats obtenus suggèrent que l'assimilation de la température de surface a le potentiel d'améliorer les estimations de variables, en ajustant correctement les paramètres de contrôle. Enfin, plusieurs assimilations ont été faites en utilisant des observations de données réelles du site SMOSREX à Toulouse, France. Les expériences faites en utilisant différentes valeurs initiales pour les paramètres, montrent les limites de l'assimilation de la température pour contraindre les paramètres de contrôle. Même si l'estimation des variables est améliorée, ceci est dû à des valeurs finales des paramètres aux limites des intervalles prescrit de la fonction de coût. Afin de parvenir à un minimum, il faudrait permettre aux paramètres de visiter des valeurs irréalistes. Les résultats montrent que SECHIBA ne simule pas correctement simultanément la température et les flux et la relation entre les deux n’est pas toujours cohérente selon le régime (ou les valeurs des paramètres que l’on utilise). Il faut donc travailler sur la physique pour mieux simuler la température. En outre, la sensibilité des paramètres à la température n’est pas toujours suffisante, donnant une fonction de coût plate dans l’espace des paramètres prescrit. Nos résultats montrent que le système d'assimilation mis en place est robuste, puisque les résultats des expériences jumelles sont satisfaisants. Le couplage entre l'hydrologie et la thermodynamique dans SECHIBA doit donc être revu afin d'améliorer l'estimation des variables. Une étude exhaustive de l'erreur des mesures doit être menée afin de récupérer des termes de pondération dans la fonction de coût. Enfin, l'assimilation d'autres variables telles que l'humidité du sol peut maintenant être réalisée afin d'évaluer l'impact sur les performances de l’assimilation
A land surface model (LSM) is a numerical model describing the exchange of water and energy between the land surface and the atmosphere. Land surface physics includes an extensive collection of complex processes. The balance between model complexity and resolution, subject to computational limitations, represents a fundamental query in the development of a LSM. With the purpose of adapting the value of the model parameters to values that reproduces results in the real world, measurements are necessary in order to compare to our estimations to the real world. The calibration process consists in an optimization of model parameters for a better agreement between model results and a set of observations, reducing the gap between the model and the available measurements. Here we show how variational data assimilation is applied to the energy and water budgets modules of the ORCHIDEE land surface model in order to constrain the model internal parameters. This part of the model is denoted SECHIBA. The adjoint semi-generator software denoted YAO is used as a framework to implement the 4DVAR assimilation. A sensitivity analysis was performed in order to identify the most influent parameters to temperature. With the parameter hierarchy resolved, twin experiments using synthetic observations were implemented for controlling the most sensitive parameters. Results obtained suggest that land surface temperature assimilation has the potential of improving the output estimations by adjusting properly the control parameters. Finally, several assimilations were made using observational meteorology dataset from the SMOSREX site in Toulouse, France. The experiments implemented, using different prior values for the parameters, show the limits of the temperature assimilation to constrain control parameters. Even though variable estimation is slightly improved, this is due to final parameter values are at the edge of a variation interval in the cost function. Effectively reaching a minimum would require allowing the parameters to visit unrealistic values. SECHIBA does not correctly simulates simultaneously temperature and fluxes and the relationship between the two is not always consistent according to the regime (or parameter values that are used). We must therefore work on the physical aspects to better simulate the temperature. Likewise, the parameter sensitivity to temperature is not always sufficient, giving as a result a flat cost function. Our results show that the assimilation system implemented is robust, since performances results in twin experiments are satisfactory. The coupling between the hydrology and the thermodynamics in SECHIBA must be reviewed in order to improve variable estimation. An exhaustive study of the prior errors in the measurements must be conducted in order to retrieve more adapted weighing terms in the cost function. Finally, the assimilation of other variables such as soil moisture should be performed to evaluate the impacts in constraining control parameters

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Morais, Anne. "Potentiel hydrométéorologique du schéma de surface canadien CLASS". Thesis, Université Laval, 2012. http://www.theses.ulaval.ca/2012/29013/29013.pdf.

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Le schéma de surface canadien (version 3.5) a été testé sous un sol agricole avec des observations provenant d’une station météorologique située dans un champ de pommes de terre. Les observations couvrent une saison complète en 2007, et la période de tubérisation du plant pour l’année 2010. Les performances du modèle sur les composantes des bilans énergétique et hydrique ont pu être évaluées. Sur les deux saisons à l’étude, le modèle a surestimé les flux latents et produit un flux de chaleur dans le sol de trop grande amplitude, comparativement à celui observé. L’évapotranspiration et le drainage produits par CLASS ont par la suite été comparés à ceux simulés par le modèle d’écoulement vertical BV3C, un sous-modèle du modèle hydrologique HYDROTEL. BV3C a semblé produire une évapotranspiration surestimée dont la dynamique ne suit pas celle observée. Finalement, une simulation dont les intrants météo ont été remplacés par le produit régional du modèle global multi-échelle, pour la même localisation, a été testée. Les composantes des bilans énergétique et hydrique simulés par CLASS et ISBA, un autre schéma de surface utilisé au Canada, ont pu être comparés. Lors de ce test, ISBA a montré un plus grand ruissellement que CLASS, ainsi que de faibles quantités d’eau drainée, en désaccord avec les observations disponibles.
The performance of the Canadian Land Surface Scheme (CLASS) was assessed using meteorological observations from stations located in a potato field during a whole season in 2007, and from tuber initiation to tuber bulking in 2010. The scheme’s performance has been evaluated for both the energetic and hydric balance. Over the two seasons, CLASS overestimated the latent flux and generated a ground heat flux of higher amplitude compared to the observed one. The evapotranspiration and the drainage generated by CLASS were then compared to those of BV3C, a submodel of the hydrological model HYDROTEL. BVC3 seemed to have produced an overestimated evapotranspiration, which the dynamics did not match with those of the observed one. Finally, both CLASS and ISBA, an other land surface scheme in use in Canada, were run with data derived from the regional product of the global environmental multiscale model, for the same location. During this test, ISBA showed a higher flow than CLASS. ISBA also showed little quantity of drained water in disagreement with the available observations.

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Ayadi, Abdelhak. "Ecoulement à surface libre des boues argileuses". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1996. http://www.theses.fr/1996GRE10037.

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Les ecoulements a surface libre des fluides argileux analogues aux laves torrentielles, necessitent en premier lieu, la connaissance des proprietes rheologiques de ces fluides, et en deuxieme lieu, la simulation des ecoulements naturels a une echelle reduite. Sur une plateforme concue et developpee avec succes pour des fluides a seuil, on a etudie particulierement les ecoulements a surface libre uniformes et graduellement varies dans un canal rectangulaire. Les resultats obtenus demontrent que l'extension simple des formules de l'hydraulique classique avec un frottement a la paroi modifie, n'est pas valable en general. En revanche, nos observations de la courbe de remous et de la fracturation de la surface libre, sont coherentes avec une recente analyse correcte prenant en compte a la fois l'hydraulique et la plasticite. En rupture de barrage, une nouvelle approche theorique tenant compte des dissipations visqueuses a ete comparee et confirmee par des experiences effectuees sur des fluides visqueux ou visco-plastiques. En outre, un fluide thixotrope montre la sensibilite de la vitesse d'onde aux caracteristiques temporelles du fluide et a l'inclinaison du canal

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Pommerol, Antoine. "Hydratation minérale à la surface de Mars : caractérisation spectroscopique, thermodynamique et application à la télédétection". Phd thesis, Grenoble 1, 2009. http://www.theses.fr/2009GRE10015.

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Le rayonnement solaire réfléchi par la surface martienne dans la gamme spectrale du proche infrarouge permet l'observation de signatures de l'eau d'hydratation des minéraux du régolithe. Une succession d'instruments embarqués sur des sondes spatiales ont permis de caractériser les variations spatiales et saisonnières de ces signatures spectrales. L'interprétation physique des signaux spectroscopiques est cependant une tâche ardue dans le cas de la spectroscopie en réflexion. En effet, de nombreux paramètres de nature variée sont susceptibles d'influer sur le signal mesuré. Nous avons donc entrepris différentes études en laboratoire afin de déterminer les effets de la taille des particules, de divers modes de mélange ou des angles d'incidence, d'émergence et de phase sur la force de deux bandes d'absorption à 1,9 et 3 µm. En utilisant conjointement des mesures de spectres en laboratoire et une simulation numérique du transfert radiatif dans les milieux granulaires, nous avons pu établir des relations quantitatives entre les différents paramètres. Parallèlement à ce travail, nous avons développé une facilité expérimentale originale permettant de mesurer les isothermes d'adsorption et de désorption d'analogues du régolithe martien sous des conditions proches de celles de la surface de Mars. Dans le même temps, les spectres en réflectance dans le visible et le proche infrarouge sont mesurés. Les résultats obtenus renseignent d'une part sur les interactions possibles entre la vapeur d'eau atmosphérique et des analogues de différentes natures et d'autre part sur les propriétés spectroscopiques de l'eau d'hydratation. Nous présentons enfin des exemples d'analyse d'observations effectuées par l'instrument OMEGA / Mars Express montrant comment les résultats obtenus précédemment s'appliquent au cas de la surface martienne. Les causes possibles des variations spatiales et temporelles des signatures spectrales de la surface sont notamment étudiées
The Solar light reflected by the Martian surface in the spectral range of near infrared reveals the signature of water present in hydrated minerals located in the regolith. Successive remote-sensing instruments on-board space probes caracterized the spatial and seasonal variabilities of these spectral signatures. However, the physical interpretation of spectroscopic signals is highly challenging in the case of reflection spectroscopy. Many parameters concerning different aspects of the measurement are likely to influence the reflectance spectra. In the laboratory, we studied the effects of particules size, mixtures between different materials, incidence, emergence and phase angle on the strength of two absorption bands at 1,9 and 3 µm. Using simultaneously laboratory measurements and radiative transfer numerical modeling, we were able to derive quantitative relationships between those parameters. In the same time, we developed an original experimental facility designed to measure adsorption and desorption isotherms of Martian reglith analog materials under conditions representative of the Martian surface. Visible and near infrared reflectance spectra are also measured at each step of the hydration and dehydration processes. Results allow better understanding of the possible interactions between water and minerals and the spectrosopic properties of water-of-hydration. Finally, we show how results obtained in the laboratory apply to the case of the Martian surface thanks to the OMEGA / Mars Express dataset. The causes of spatial and seasonal variabilities of the surface spectral signatures are especially discussed

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Grappe, Benjamin. "Modèles d'écoulement à surface libre pour la simulation à long terme de la migration des systèmes méandriformes". Electronic Thesis or Diss., Paris, ENMP, 2014. http://www.theses.fr/2014ENMP0008.

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Les systèmes méandriformes construisent, à long terme, des architectures sédimentaires composées de corps poreux disséminés dans un volume de sédiments peu perméables. Ces corps sont susceptibles de contenir des ressources naturelles. Afin d'optimiser leur exploitation, il importe d'estimer la répartition et la connectivité de ces corps. À cet effet, Mines-Paristech développe Flumy, un logiciel de modélisation par processus de ces architectures . Cette thèse vise à améliorer la simulation de la migration dans Flumy en introduisant une influence.Pour cela, trois différents modèles ont été reliés entre eux et comparés. Le premier (modèle à pente constante) est celui actuellement en place dans Flumy, héritier des travaux de [Ikeda 1981] et dans lequel la pente de la surface du cours d'eau est constante. Le deuxième (modèle à pente variable) fut proposé par [Lopez 2003]. Il attribue à la surface libre la pente locale de la topographie. Enfin, un dernier modèle (modèle Saint Venant) a été élaboré en modifiant le précédent. L'écoulement moyen, initialement calculé sous une surface libre connue, est désormais obtenu par résolution des équations de Saint Venant sur un fond connu. Ces trois modèles ont été appliqués à la migration à long terme de méandres libres. Les modèles à pente constante et à pente variable ont également été utilisés pour reproduire les méandres confinés de deux rivières canadiennes, la Beaver et la Red Deer.Les résultats montrent un développement plus réaliste des méandres simulés avec le modèle à pente variable que de ceux simulés avec le modèle à pente constante. Cette amélioration est observable dans les méandres isolés (ralentissement de la vitesse d'extension) et dans les trains de méandres (confinement en ceintures de méandres). Le modèle à pente variable permet également une meilleure reproduction de la morphologie des méandres confinés. L'utilisation du modèle Saint Venant apporte les mêmes améliorations dans la simulation des méandres libres, quoique moins prononcées. Il permet surtout de construire une surface libre physique sur une grande variété de fonds, résolvant ainsi une limite identifiée dans le modèle à pente variable
Over a long time, Meandering systems build sedimentary architectures composed of porous bodies scattered inside a volume of low-permeability sediments. These bodies may contain natural resources. In order to optimize their mining, it is essential to estimate the distribution and connectivity of such bodies. To this end, Mines ParisTech develops Flumy, a process-based model simulating the formation of these architectures. This thesis aims to improve the simulation of the migration in Flumy by taking into consideration the influence of the local slope.For this purpose, three distinct models were considered in conjunction, and compared. The first one (constant slope model), which constitutes the basis of the current Flumy version, was originally developed by [Ikeda 1981]. The second model (variable slope model), developed by [Lopez 2003], assigns to the free surface the slope of the surrounding topography. Finally, the last model (Saint-Venant model) has been derived from the variable slope model. Initially calculated under a known free surface, the mean flow in each cross-section is now obtained by solving the Saint-Venant equations over a known river bed. Each of those three models has been applied to the simulation of free meanders. Moreover, the constant-slope and variable slope models have been used to reproduce the confined meanders of two Canadian streams.The results point to a more realistic meanders development using the variable slope model than with the constant slope model. This improvement can particularly be observed in individual meanders, whose rate of extension decreases with the age. It is also noticeable in the overall river behavior, which self-confines in a meander belt. The specific morphology of the confined meanders is also better reproduced using the variable slope model than with the constant slope model. Lastly, though a lesser extent, the Saint-Venant model shows the same advantages than the variable slope model. In addition, it allows the construction of a physically meaningful free surface over a wide range of beds and, in doing so, resolves a limit of the variable slope model

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Bringer, Alexandra. "Description statistique de la surface océanique et mesures conjointes micro-ondes : une analyse cohérente". Electronic Thesis or Diss., Toulon, 2012. http://www.theses.fr/2012TOUL0009.

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De plus en plus de données satellitales ou aéroportées acquises au dessus de la surface de la mer sont disponibles notamment dans la gamme micro-ondes. Pour interpréter correctement ces données, il est nécessaire de disposer d'une part d'un modèle de diffusion qui soit capable de prendre en compte l'aspect multi-échelles de la surface de mer et d'autre part une bonne représentation spectrale de la surface de mer. Ces dernières années, plusieurs modèles de diffusion électromagnétiques unifiés (capables de prendre en compte la diffusion électromagnétique pour les petites et grandes vagues) ont été développés sous statistiques gaussiennes de la surface de mer. Cependant, ces modèles sont insuffisants pour interpréter les observations lorsque différents jeux de données (multi-bande et multi-incidence) sont confrontés. Le plus de cette thèse est de progresser dans une modélisation cohérente de ces données radar.La première étape est d'incorporer les aspects non-gaussiens de la surface de mer, connus pour influer significativement sur la section efficace de rétrodiffusion (SER). Cela est réalisé dans le cadre du modèle électromagnétique "Weighted Curvature Approximation » (WCA) en introduisant le kurtosis des pentes et en se limitant à la SER omnidirectionnelle et à la polarisation verticale.Ces corrections permettent une meilleure modélisation de la section efficace radar mais ne sont pas suffisantes pour obtenir un accord avec les données dans toutes les configurations (bande, incidence, vent). Cela suggère une amélioration nécessaire du spectre des vagues courtes, qui fait l'objet de la deuxième partie de ces travaux de recherche.Un nouveau spectre omnidirectionnel est calculé afin d'obtenir une meilleure modélisation de la SER omnidirectionnelle en polarisation verticale tout en respectant des contraintes a priori sur les pentes mesurées par des techniques optiques. Ce spectre s'avère assez semblable au spectre unifié d'Elfouhaily, avec quelques différences notables cependant dans la gamme des échelles décimétriques
More and more micro-wave data are available from spatial and airborne measurements over sea surface. An accurate backscattering model which is capable of taking the multi-scale aspect of the sea surface into account, is required to model correctly the data as well as a precise sea spectrum. Several unified backscattering models have been developed in recent years under Gaussian statistics. However, these models are not able to give a correct modelization of the backscattered signal when different data sets are studied together. One of the objectives of this study is to improve the modelization of the backscattered signal to get better agreement with the data.The first step of this study is to include non Gaussian statistics into backscattering model as it is well known they have a significant impact on the normalized radar cross section (NRCS). Then, a non Gaussian version of the Weighted Curvature Approximation was developed taking the kurtosis of slopes into account. This work was based only upon vertical polarization.It is then shown that the corrections allow a better agreement with the data but they are not sufficient to get a good estimation of the NRCS for all incidences and electromagnetic frequencies. This induces the hypothesis of a modification of the short wave sea spectrum.Then, a new parametrisation of the omnidirectional sea spectrum is suggested to get a better agreement with the multiband data sets and is based on the spectrum developed by Elfouhaily et al. The new omnidirectional short wave sea spectrum is quite alike the Elfouhaily’s spectrum with some noticeable differences for the decimetric scales

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Pommerol, Antoine. "Hydratation minérale à la surface de Mars : caractérisation spectroscopique, thermodynamique et application à la télédétection". Phd thesis, Université Joseph Fourier (Grenoble), 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00360376.

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Le rayonnement solaire réfléchi par la surface martienne dans la gamme spectrale du proche infrarouge permet l'observation de signatures de l'eau d'hydratation des minéraux du régolithe. Une succession d'instruments embarqués sur des sondes spatiales ont permis de caractériser les variations spatiales et saisonnières de ces signatures spectrales. L'interprétation physique des signaux spectroscopiques est cependant une tâche ardue dans le cas de la spectroscopie en réflexion. En effet, de nombreux paramètres de nature variée sont susceptibles d'influer sur le signal mesuré. Nous avons donc entrepris différentes études en laboratoire afin de déterminer les effets de la taille des particules, de divers modes de mélange ou des angles d'incidence, d'émergence et de phase sur la force de deux bandes d'absorption à 1,9 et 3 µm. En utilisant conjointement des mesures de spectres en laboratoire et une simulation numérique du transfert radiatif dans les milieux granulaires, nous avons pu établir des relations quantitatives entre les différents paramètres. Parallèlement à ce travail, nous avons développé une facilité expérimentale originale permettant de mesurer les isothermes d'adsorption et de désorption d'analogues du régolithe martien sous des conditions proches de celles de la surface de Mars. Dans le même temps, les spectres en réflectance dans le visible et le proche infrarouge sont mesurés. Les résultats obtenus renseignent d'une part sur les interactions possibles entre la vapeur d'eau atmosphérique et des analogues de différentes natures et d'autre part sur les propriétés spectroscopiques de l'eau d'hydratation. Nous présentons enfin des exemples d'analyse d'observations effectuées par l'instrument OMEGA / Mars Express montrant comment les résultats obtenus précédemment s'appliquent au cas de la surface martienne. Les causes possibles des variations spatiales et temporelles des signatures spectrales de la surface sont notamment étudiées.

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Zine, Sonia. "Contribution de la télédétection satellitale radar pour le suivi des paramètres de surface d’une zone sahélienne agro-pastorale". Marne-la-Vallée, 2004. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009644.

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Les diffusiomètres à bord des satellites ERS sont des capteurs radar à faible résolution spatiale (50 km) et à haute résolution temporelle (une acquisition tous les 3-4 jours environ), bien adaptés au suivi des surfaces continentales à l’échelle globale et régionale. Du fait de leur sensibilité aux fortes variations saisonnières des paramètres de surface tels que la masse végétale et l’humidité du sol, ils offrent des perspectives intéressantes pour le suivi des régions semi-arides comme le Sahel d’Afrique de l’Ouest. Des études antérieures menées sur les régions pastorales sahéliennes, relativement homogènes, ont permis l’élaboration de cartes de production de masse herbacée à partir des données des diffusiomètres. Afin de pouvoir étendre ces travaux à l’ensemble de la ceinture sahélienne, l’objectif de cette thèse est d’évaluer le potentiel de ces instruments pour le suivi de zones agro-pastorales, caractérisées par une plus grande hétérogénéité spatiale à l’échelle de la cellule de résolution considérée. La zone retenue est localisée dans la région du Fakara (Niger), pour laquelle de nombreuses mesures in situ ont été effectuées sur la période 1992 2000. Dans un premier temps, l’influence de l’hétérogénéité de la zone d’étude sur le signal est étudiée par comparaison avec les données acquises par le Radar à Synthèse d’Ouverture du satellite ERS, qui sont caractérisées par une résolution spatiale de l’ordre de 20 m. Puis une analyse quantitative est réalisée, basée sur le couplage d’un modèle de fonctionnement de la végétation sahélienne décrivant l’évolution de la scène observée, avec un modèle de rétrodiffusion simulant le signal tel qu’il serait mesuré par un capteur radar. Les résultats obtenus montrent que le rôle de la végétation est négligeable dans le signal en raison du faible taux de couverture végétale rencontré sur les zones agro-pastorales. Ces résultats permettent de montrer que l’humidité du sol peut être estimée à partir des seules données du diffusiomètre sur de telles zones
Wind scatterometers (WSC) are radar sensors that operate at coarse spatial resolution (50 km) and high temporal resolution (one acquisition every 3-4 days approximately). They are well suited to land surface monitoring at global and regional scales. Due to their high sensitivity to strong biomass and soil moisture seasonal variations, they show good potential for the monitoring of semi-arid regions such as the Sahel in West Africa. Previous studies conducted over the relatively homogeneous Sahelian pastoral areas have led to the output of herbaceous mass maps derived from WSC data. In order to extend those studies to the entire Sahelian belt, the objective of this thesis is to investigate the potential of scatterometers for the monitoring of agro-pastoral zones, which are characterized by greater spatial heterogeneity at the scale of a resolution cell. The study area, where numerous in situ measurements have been carried out during the 1992 2000 period, is located in the Fakara region, Niger. First, the influence of the study area’s spatial heterogeneity is investigated by comparison with ERS synthetic aperture radar data, whose spatial resolution is higher (around 20 m). Then, a quantitative analysis is carried out by coupling a Sahelian ecosystem process model, which describes the evolution of the observed scene, with a backscattering model that simulates the signal as a radar sensor would measure it. Results show that the influence of vegetation on the signal is negligible due to low vegetation cover in agro-pastoral areas. This allows the retrieval of surface soil moisture from WSC data alone over such areas

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Mahfoud, Ould Amy. "Modélisation numérique des écoulements et des déformations dans les barrages en terre construits sur des sols mous". Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1990. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00529472.

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Dans le but de mener à bien le dimensionnement des barrages en terre construits sur sols mous, on développe une approche couplant la consolidation des sols et les écoulements à surface libre. Ce modèle de consolidation à surface libre des sols élastiques ou élastoplastiques isotropes ou anisotropes, écrouissables ou non, prend en compte la variabilité ou la constance des principaux paramètres mécaniques et hydrauliques du sol (indice des vides, écrouissage, perméabilités, compressibilités, teneur en eau). Le traitement numérique de ce problème, effectué au niveau du code de calculs par éléments finis CESAR du Laboratoire Central des Ponts et Chaussées, conduit à la résolution de systèmes d'équations différentielles non-linéaires, pour lesquels on propose des algorithmes transitoires itératifs et des éléments finis appropriés du type déplacement et diffusion. L'application du modèle au calcul d'un ouvrage réel, construit et mis en eau par étapes, a permis d'obtenir des résultats encourageants tant du point de vue mécanique que du point de vue hydraulique.

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Nataf, Henri-Claude. "Éléments d'anatomie et de physiologie du manteau terrestre : tomographie sismique et convection expérimentale". Paris 11, 1986. http://www.theses.fr/1986PA112357.

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La première partie de cette thèse présente une cartographie globale des hétérogénéités latérales du manteau supérieur de la Terre obtenue à partir des anomalies de vitesse des ondes de surface. On observe des variations latérales des vitesses des ondes sismiques ainsi que de leur anisotropie. Les résultats obtenus sont comparés aux observations publiées sur des provinces tectoniques spécifiques (dorsales océaniques, boucliers continentaux, montagnes, etc. ). Les boucliers apparaissent comme des régions systématiquement rapides pour les ondes S. Plusieurs zones anormales sont détectées. On montre que l'amplitude de l'anisotropie des ondes sismiques est comparable à celle de leurs variations latérales, et qu'il faut en tenir compte dans l'élaboration de modèles sismiques régionaux ou globaux. La deuxième partie analyse la convection dans un fluide dont la viscosité dépend fortement de la température. La discussion s'appuie sur des expériences réalisées en laboratoire avec des fluides dont la viscosité peut varier d'un facteur 105 à travers la couche en convection. On présente un modèle simple où la convection a lieu sous un couvercle très visqueux pratiquement immobile. Ce modèle rend bien compte des observations expérimentales et permet de construire un schéma réaliste d'évolution thermique des planètes. Une de ses limitations est qu'il n'explique pas le régime en "tectonique des plaques" observé pour la Terre. On aborde quelques façons d'y remédier. La conclusion propose une synthèse des résultats obtenus dans les deux premières parties sur "l'anatomie" et la "physiologie" du manteau terrestre. On y discute de la stratification de la convection mantellique en une ou deux couches, et de l'origine des "points chauds"
The first part of this thesis presents a global map of the lateral heterogeneities in the earth's upper mantle, obtained from the inversion of the velocity anomalies of surface waves. We retrieve the lateral variations of the seismic velocities and of their anisotropy. The results are compared with specific observations on various tectonic provinces from the literature (mid-oceanic ridges, continental shields, mountains, etc. ). Shields appear to be systematically fast for S waves. Several anomalous regions are discovered. It is shown that the amplitude of the anisotropy of seismic velocities is as large as their lateral variations, and that it is necessary to account for this effect when building regional or global seismic models. The second part of this work is an analysis of convection in a fluid whose viscosity is strongly temperature-dependent. The discussion relies on laboratory experiments performed with fluids in which the viscosity varies by up to 105 across the convecting layer. A simple model is proposed, in which convection takes place under a very viscous lid which does not move. The model explains the experimental data and is used to build a realistic scheme for the thermal evolution of the planets. One of the limitations of the model is that it does not explain the 'plate tectonics' regime observed on the earth. Ways are proposed to remedy for that. The conclusion is a synthesis of the results obtained in the first two parts, concerning the 'anatomy' and the 'physiology' of the earth's mantle. We discuss the stratification of convection in the mantle into one or two layers, and we speculate about the origin of 'hot spots'

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Billien, Magali. "Hétérogénéités de vitesse et d'atténuation du manteau supérieur à l'échelle globale par modélisation du mode fondamental des ondes de surface". Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1999. http://www.theses.fr/1999STR13035.

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Le but de ce travail est d'obtenir un modele 3d global des variations du facteur de qualite des ondes s. Les variations laterales de l'attenuation anelastique des ondes sismiques dans la terre sont moins bien connues que les variations laterales de vitesse. Etant tres sensibles a la rheologie, leur connaissance precise permettrait de mieux contraindre les conditions de pression et temperature. La diminution de l'amplitude d'une onde de surface au cours de sa propagation est due a differents phenomenes physiques comme l'expansion geometrique, l'attenuation anelastique, l'attenuation de diffraction ou les effets de focalisation. Pour obtenir l'attenuation anelastique il faut donc corriger des autres effets ou les separer. De plus, l'etude de l'attenuation due a la propagation d'une onde necessite de connaitre avec precision l'amplitude de l'onde a la source et l'amplitude au niveau de la station. Les donnees utilisees, environ 29 300 fondamental rayleigh (r1) et 18 700 fondamental love (g1), permettent d'avoir une excellente couverture spatiale sur l'ensemble de la surface de la terre et d'envisager une cartographie a differentes periodes de l'anelasticite et de l'elasticite respectivement representees par un facteur de qualite et une vitesse de phase des ondes de surface. La bande de frequence couverte par ces donnees 40200s nous permet d'obtenir un modele 3d du facteur de qualite des ondes s sur les 800 premiers km du manteau avec un maximum de sensibilite sur les 400 premiers. Pour cela, nous avons dans un premier temps modelise la phase et l'amplitude des ondes de surface afin de pouvoir les inverser conjointement. Nous avons ensuite inverse en profondeur les variations laterales du facteur de qualite des ondes de rayleigh afin d'obtenir un modele 3d du facteur de qualite des ondes s. Ce modele associe en surface les limites de plaques a des zones attenuantes. A plus grande profondeur des zones tres attenuantes subsistent sous le pacifique et l'atlantique sud.

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Bringer, Alexandra. "Description statistique de la surface océanique et mesures conjointes micro-ondes : une analyse cohérente". Phd thesis, Toulon, 2012. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00794381.

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De plus en plus de données satellitales ou aéroportées acquises au dessus de la surface de la mer sont disponibles notamment dans la gamme micro-ondes. Pour interpréter correctement ces données, il est nécessaire de disposer d'une part d'un modèle de diffusion qui soit capable de prendre en compte l'aspect multi-échelles de la surface de mer et d'autre part une bonne représentation spectrale de la surface de mer. Ces dernières années, plusieurs modèles de diffusion électromagnétiques unifiés (capables de prendre en compte la diffusion électromagnétique pour les petites et grandes vagues) ont été développés sous statistiques gaussiennes de la surface de mer. Cependant, ces modèles sont insuffisants pour interpréter les observations lorsque différents jeux de données (multi-bande et multi-incidence) sont confrontés. Le plus de cette thèse est de progresser dans une modélisation cohérente de ces données radar.La première étape est d'incorporer les aspects non-gaussiens de la surface de mer, connus pour influer significativement sur la section efficace de rétrodiffusion (SER). Cela est réalisé dans le cadre du modèle électromagnétique "Weighted Curvature Approximation " (WCA) en introduisant le kurtosis des pentes et en se limitant à la SER omnidirectionnelle et à la polarisation verticale.Ces corrections permettent une meilleure modélisation de la section efficace radar mais ne sont pas suffisantes pour obtenir un accord avec les données dans toutes les configurations (bande, incidence, vent). Cela suggère une amélioration nécessaire du spectre des vagues courtes, qui fait l'objet de la deuxième partie de ces travaux de recherche.Un nouveau spectre omnidirectionnel est calculé afin d'obtenir une meilleure modélisation de la SER omnidirectionnelle en polarisation verticale tout en respectant des contraintes a priori sur les pentes mesurées par des techniques optiques. Ce spectre s'avère assez semblable au spectre unifié d'Elfouhaily, avec quelques différences notables cependant dans la gamme des échelles décimétriques.

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Samain, Olivier. "Fusion multi-capteurs de données satellitaires optiques pour la restitution de variables biophysiques de surface". Toulouse 3, 2006. http://www.theses.fr/2006TOU30035.

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Ce travail porte sur l'amélioration de la restitution de variables biophysiques de surface, tels l'albédo, l'indice foliaire ou la fraction de végétation, en combinant des données satellitaires provenant de différents capteurs optiques à grand champ comme VEGETATION, MERIS, AVHRR, ou POLDER. La fusion multi-capteurs nécessite l'application d'une normalisation spectrale destinée à compenser les réponses spectrales des différents capteurs, dont le principe est validé à l'aide de mesures hyperspectrales aéroportées et des données issues des capteurs MERIS et VEGETATION. Le fusion de jeux de données de résolutions spatiales différentes repose sur l'utilisation d'un filtre de Kalman pour la désagrégation des mesures à basse résolution. Ce dernier permet en outre une fourniture continue dans le temps des variables de surface, à la différence des méthodes classiques de régression qui sont pénalisées par l'absence de données en période nuageuse
This work aims at improving the determination of surface biophysical parameters, such as albedo, leaf area index or fraction of vegetation cover, by combining data from different wide field optical sensors like VEGETATION, MERIS, AVHRR, or POLDER. The multi-sensor fusion requires the application of a spectral normalization to compensate the spectral responses of the different sensors, which is validated with airborne hyperspectral measurements and MERIS and VEGETATION datasets. The fusion of measurements at different spatial resolutions is based on the use of a Kalman filter for the downscaling of the low resolution data. The latter also gives the possibility to deliver continuous products, contrarily to standard regressions methods that are limited in the case of cloud coverage

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Guimbard, Sébastien. "Interprétation et modélisation de mesures à distance de la surface marine dans le domaine micro−onde". Versailles-St Quentin en Yvelines, 2010. http://www.theses.fr/2010VERS0067.

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Cette thèse présente une étude générale sur l'utilisation et l'interprétation de mesures à distance de la surface océaniques dans le domaine micro-onde dans le but de caractériser les effets de la rugosité de surface sur l’émissivité. Une revue synthétique des théories électromagnétiques de diffusion/émission par/de la surface marine est proposée. Les liens théoriques entre les mesures à distance actives et passives sont rappelés et discutés. Basé sur l'analyse des modèles électromagnétiques et de différents jeux de données actives et passives, un modèle semi-empirique de la variation d'émissivité en fonction de la rugosité de la surface a été développé. Celui-ci caractérise de manière empirique les changements d’émissivité en fonction du coefficient de réflexion de Fresnel et de deux paramètres statistiques de la surface. Sur la base de cette paramétrisation, une méthodologie est proposée pour quantifier les impacts de la rugosité de la surface océanique sur la température de brillance observée dans les nouvelles données du satellite SMOS
This dissertation presents a general investigation on the use and interpretation of remote sensing measurements of the sea surface at microwave frequencies and specifically aims at better characterizing sea surface roughness effects on emissivity. A review of the state of the art of the scattering and emission theories of the sea surface at microwave frequencies is first proposed. Theorical links between active and passive remote sensing measurements are recalled and discused. Based on electromagnetic models and several active/passive data set analysis, a consistent semi-empirical model of the mutl-incidence angle emissivity change associated with the surface roughness variation is developed. The latter characterizes emissivity changes in terms of Fresnel Reflection coefficient and two rough sea surface statistical parameters. Based on this parameterization, a methodology is proposed to quantify the impacts of ocean surface roughness on the brightness temperature observed in the new mutli-angular data from SMOS

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Mallard, Claire. "Analyse tectonique de la surface des modèles de convection mantellique". Thesis, Lyon, 2017. http://www.theses.fr/2017LYSE1143/document.

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La théorie de la tectonique des plaques permet de décrire les mouvements de premier ordre qui opèrent à la surface de la Terre. S'il est acquis que la convection dans le manteau terrestre en est le moteur, les liens entre les phénomènes profonds et les caractéristiques tectoniques de la surface restent largement méconnus. Jusqu'à très récemment, les modèles de convection du manteau terrestre ne produisaient pas de tectonique de surface pouvant être comparée à celle de la Terre. Récemment, des modèles globaux de convection qui reproduisent une tectonique de surface comparable à la Terre au premier ordre ont été mis au point. Ces modèles produisent des courants mantelliques ascendants et descendants de grande échelle et des déformations localisées en surface dans les zones de divergence et les zones de convergence. Ils génèrent une expansion des fonds océaniques de manière auto-cohérente proche de celle reconstruite pour les 200 derniers millions d'années de l'histoire de la Terre et une dérive de continents similaire à celle observée grâce au paléomagnétisme. Cette thèse s'inscrit parmi les premières tentatives d'utilisation de modèles de convection sphériques auto-organisés à des fins de compréhension de la tectonique de surface. La tectonique produite dans ce type de modèles de convection sera caractérisée finement à travers l'étude des limites de plaques, de leur agencement et de leurs vitesses de déplacement. L'objectif est de pouvoir comparer qualitativement et quantitativement les résultats des calculs de convection avec les reconstructions des mouvements de la surface terrestre grâce à la tectonique des plaques et aux observations de terrain. Dans cette optique, les limites tectoniques ont été définies à la main dans un premier temps afin de comprendre la physique qui gouverne l'agencement caractéristique des plaques tectoniques terrestres. En effet, celle-ci est composée de sept grandes plaques et plusieurs petites dont la répartition statistique indique deux processus de mise en place distincts. Nous avons déterminé les processus responsables de la mise en place de l'agencement caractéristique des plaques tectoniques en surface en faisant varier la résistance de la lithosphère. Plus la lithosphère est résistante, plus la longueur totale et la courbure des zones de subduction diminue à la surface des modèles. Cela s'accompagne également d'une diminution du nombre de petites plaques. En étudiant la fragmentation au niveau des jonctions triples, nous avons montré que les petites plaques étaient associées aux géométries courbées des fosses océaniques. En revanche, les grandes plaques sont contrôlées par les grandes longueurs d'onde de la convection mantellique. Ces deux processus impliquent deux temps de réorganisation, c'est-à-dire l'apparition et la disparition d'une plaque plongeante dans le manteau terrestre (environ 100 millions d'années) pour les grandes plaques, alors que l'échelle de temps de réorganisation des petites plaques dépend des mouvements des fosses et est ainsi plus rapide d'un ordre de grandeur. Afin d'effectuer des analyses quantitatives rapides, des méthodes d'analyse automatique de la surface et de l'intérieur des modèles ont été développées. La première technique concerne la détection automatique des plaques tectoniques à la surface des modèles (ADOPT). ADOPT est un outil de détection basé sur une technique de segmentation d'images utilisée pour détecter des bassins versants. Les champs à la surface des modèles sont transformés en reliefs, soit directement, soit après un processus de filtrage. Cette détection permet d'obtenir des polygones de plaques comparable aux analyses réalisées à la main. Une autre technique de détection a été mise au point pour étudier les panaches mantelliques [etc...]
Plate tectonics theory describes first order surface motions at the surface of the Earth. Although it is agreed upon that convection in the mantle drives the plates, the relationships between deep dynamics and surface tectonics are still largely unknown. Until recently, mantle convection models could not produce surface tectonics that could be compared to that of the Earth. New global models are able to form large-scale ascending and descending mantle currents, as well as narrow regions of localized deformation at the surface where convergence and divergence occur. These models selfconsistently generate an expansion of the oceanic floor similar to that of the last 200 million years on Earth, and continental drift similar to what can be reconstructed with palaeomagnetism. This Ph.D. thesis constitutes one of the first attempts to use self-organised, spherical convection models in order to better understand surface tectonics. Here, the tectonics produced by the models is finely charaterized through the study of plate boundaries, their organisation and their velocities. The goal is to be able to compare qualitatively and quantitatively the results of convection computations with surface motions, as reconstructed using the rules of plate tectonics and field observations. Plate boundaries emerging from the models were first traced and analyzed by hand so as to understand the physics that govern the typical organization of the tectonics plates on Earth. It is characterised by seven large plates and several smaller ones, following a statistical distribution that suggests that two distinct physical processes control the plates’ layout. We have determined the processes responsible for this distribution while varying the strength of the lithosphere (the yield stress). In our models, the stronger the lithosphere, the greater the total subduction length and their curvature, and the fewer the small plates. By studying surface fragmentation with triple junctions, we showed that the formation of small plates is associated with oceanic trench curvature. Large plates, however, are controlled by the long wavelengths of the convection cells. These two processes involve two different reorganisation times, controlled either by the accretion and the subduction of the large plates (about 100 Myrs), or by trench motions for the smaller plates. In order to improve the efficiency of our analysis, we have developed automated methods to study the surface and the interior of the models. The first technique is about detecting the tectonic plates automatically at the surface of the models. It is called ADOPT. It is a tool based on image segmentation technique to detect the watersheds. The surface fields of the convection models are converted into a relief field, either directly or using a distance method. This automatic detection allows to obtain plates polygons similar to the hand analysis. Another technique of detection has been developed to study mantle plumes. These analyzes were used to determine the driving forces behind the plates layout, to quantify the timing of reorganizations and to evaluate the implication of the models rheology on the surface distribution. These new analytical tools and the constant evolution of the quality of mantle convection models allow us to improve our understanding of the link between mantle dynamics and surface tectonics, but also to target necessary improvements in the convection models used

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Tesis sobre el tema "Surface de la Terre"

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