Littérature scientifique sur le sujet « Glaciolgia »

Se realizó una caracterización glaciológica de Chile, la cual incluyó la determinación del número, superficie y el equivalente en agua contenida en los glaciares a nivel nacional (Incluidos los glaciares rocosos y campos de hielo patagónicos). La caracterización glaciológica de Chile se realizó mediante datos extraídos del Inventario Nacional de Glaciares de la Dirección General de Aguas (DGA) con actualización al año 2014, generación de información en base a procesamiento del inventario de glaciares e información bibliográfica. Dentro de los resultados, se pudo establecer que Chile posee un total estimado de 24.114 glaciares con una superficie de 23.641 km2. No obstante, esta cantidad de hielo se manifiesta con grandes diferencias regionales a lo largo del país, aumentando de norte a sur. El equivalente en agua contenida de todos los cuerpos de hielo a nivel nacional corresponde a un total estimado de 3.175 km3.

In 1980 the new advance of Glacier Blanc covered a trail leading to a mountain hut and threatened the footbridge that crosses its melt-water stream. This event prompted the Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement (LGGE) to undertake a new study of the glacier. With the old Eaux et Forêts measurements, and the more recent LGGE ones, it has been possible to forecast the probable fluctuations in glacier length by two different methods: a statistical method based on a correlation between the variations in length and mass balance, and a one-dimensional numerical ice-flow model. Both methods show that a substantial glacier retreat is unlikely during the 1985–90 period.

In 1980 the new advance of Glacier Blanc covered a trail leading to a mountain hut and threatened the footbridge that crosses its melt-water stream. This event prompted the Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement (LGGE) to undertake a new study of the glacier. With the old Eaux et Forêts measurements, and the more recent LGGE ones, it has been possible to forecast the probable fluctuations in glacier length by two different methods: a statistical method based on a correlation between the variations in length and mass balance, and a one-dimensional numerical ice-flow model. Both methods show that a substantial glacier retreat is unlikely during the 1985–90 period.

Les bilans de masse des glaciers de montagne constituent des indicateurs climatiques régionaux reconnus. Moyennant une hypothèse sur la densité de la surface glaciaire, on peut établir le bilan de masse d'un glacier par différence entre deux modèles numériques d'élévation (MNE) successifs. L'obtention de MNEs précis à haute résolution est donc un enjeu important en glaciologie. Un couple d'images stéréoscopiques Pléiades acquis en septembre 2013 a été traité afin de générer un MNE du glacier d'Ossoue (Hautes Pyrénées) à 2m de résolution en planimétrie et 1m en altimétrie. Un levé DGPS sur le glacier et sa périphérie à une date proche a permis d'estimer l'erreur altitudinale du MNE Pléiades à ±1.8m. Ce résultat permet d'envisager une utilisation opérationnelle des images stéréoscopiques Pléiades pour déterminer des bilans de masses précis de glaciers de montagne, y compris dans les zones impraticables pour les mesures de terrain.

El Instituto Argentino de Nivología, Glaciología y Ciencias Ambientales (IANIGLA) custodia cinco colecciones paleontológicas que empezaron a formarse en la década de 1990 y cuya información sobre los ejemplares tipo estuvo siempre atomizada. En esta contribución, se presenta por primera vez el catálogo del material tipo de cada una de las colecciones de Paleontología del IANIGLA, que corresponde a fósiles de invertebrados, vertebrados, plantas, icnitas y palinomorfos. Este material procede de secuencias sedimentarias paleozoicas y mesozoicas del noroeste y centro-oeste de Argentina y corresponde a 5 géneros y 31 especies publicadas hasta mediados del año 2015. Para cada taxón, se proporciona información sobre la sistemática, la sinonimia, la diagnosis, su identificación, el estatus, la localidad tipo, la procedencia estratigráfica y la derivación del nombre del taxón. Se indica la cantidad de holotipos y de paratipos que pertenecen a cada una de las colecciones y se señala el material no localizado.

El Parque Nacional Huascarán es la reserva natural ubicada en la zona centro norte del territorio peruano en el departamento de Ancash.<br />Su elemento constitutivo principal es la Cordillera Blanca que alberga en sus cumbres la mayor masa de glaciares en el trópico terrestre, así como las cumbres de mayor altura en la franja comprendida entre los trópicos. Esta reserva natural tiene una superficie de 3 400 kilómetros cuadrados con una longitud aproximada de 180 km .y un ancho promedio de 20 km. La Cordillera Blanca posee 27 picos con alturas mayores de 6 000 m y alrededor de 200 con alturas mayores a los 5000 m

Les questions que se pose le glaciologue peuvent souvent etre identifiees a des problemes inverses. C'est ce qui est illustre dans ce travail a travers trois exemples : ? reconstruction des temperatures du passe : nous essayons de combiner l'information donnee par la composition isotopique de la glace et le profil de temperature mesure a vostok (antarctique). Cette approche suggere que le profil de temperature ne permet pas de donner de meilleure estimation de la temperature du dernier stade glaciaire a vostok que le thermometre isotopique classique. ? reconstruction de la composition de l'atmosphere du passe : lors de la transformation de la neige en glace, des bulles d'air de composition voisine de celle de l'atmosphere sont emprisonnees dans la porosite de la glace. Differents processus naturels peuvent alterer la composition de la bulle et l'interpretation des mesures n'est pas immediate. Nous proposons ici une methode de deconvolution du signal atmospherique prenant en compte les phenomenes de diffusion et de gravitation dans le neve polaire. Nous appliquons ensuite cette methode a l'interpretation des mesures de methane, cfcs et rapport isotopique du methane dans le neve et la glace. ? recontruction des proprietes rheologiques de la glace a grande echelle : les ice-shelves (plates-formes de glace flottantes) constituent avec les ice-streams (fleuves de glace) les elements dynamiques de la calotte antarctique. Leur rheologie est un parametre important a prendre en compte pour predire l'evolution de la geometrie de la calotte antarctique. Nous montrons comment retrouver ce parametre critique a partir d'un modele d'ecoulement et de mesures de terrain, puis nous fournissons une carte de viscosite apparente du ross ice shelf (antarctique de l'ouest). Les techniques d'inversion utilisees pour traiter ces problemes sont classiques dans de nombreux domaines de la geophysique, mais elles sont mal connues des glaciologues. En les appliquant sous une forme simplifiee, nous nous sommes efforces de montrer ce qu'elles peuvent apporter a la glaciologie et quelles sont leurs limites.

Esta dissertação investiga feições morfológicas do campo de gelo e geleiras da Ilha Rei George, nas Shetlands do Sul, Antártica, principalmente para determinar variações na posição das frentes de gelo no período entre 1956 e 1995, através de mapas elaborados a partir de levantamentos aerofotogramétricos e imagens de satélites. A posição das frentes de gelo da ilha foram determinadas a partir de três imagens multiespectraisdo satéliteSPOT, de 1988, 1992 e 1995, e comparadas com suas posições obtidas de fotografia aéreas datadas de 1956. Imagens de satélite Landmt MSS, de 1973 e 1979, e ERS-l SAR, de 1992, foram usadas como intrumentos auxiliares no reconhecimento de feições superficiais do campo de gelo e para delimitação de bacias de drenagem em setores onde as imagens SPOT eram de difícil interpretação. Constatou-se que dos 1250 km2 da área da Ilha Rei George, 92,7% são cobertos por massas de gelo, tendo sido identificadas setenta bacias de drenagem glacial. Retração generalizada das frentes de gelo foi observada ao longo de quatro décadas, resultando na perda de aproximadamente 7% da cobertura glacial.

A travessia antártica chileno-brasileira entre Patriot Hills (80º18’S, 81º21’W) e o Polo Sul geográfico, ocorrida no verão de 2004–2005 coletou cinco testemunhos de gelo que tiveram suas camadas mais superficiais analisadas por cromatografia iônica e por espectrometria de massa. Cada uma dessas técnicas determinou os íons Na+, K+, Mg2+, Ca2+, MS-, Cl-, NO3- e SO42- e a razão isotópica δD, respectivamente. Visando interpretar a variabilidade desses parâmetros ao longo do transecto e, também, durante o período abrangido por cada amostra, os testemunhos de gelo foram datados (utilizando a contagem anual de camadas de neve e firn dos parâmetros Na+, nssSO42- e δD) e, na sequência, a taxa média de acumulação anual de neve foi determinada para cada sítio onde os testemunhos de gelo foram coletados. Os aerossóis do sal marinho foram identificados a partir dos registros de Na+ e, nos três sítios mais próximos à costa foram, ainda, registradas deposições de aerossóis provenientes da formação de gelo marinho. Já as espécies ácidas produzidas na troposfera a partir de reações com spray marinho foram as espécies predominantes nos sítios mais continentais. A contribuição biogênica (expressa pelo registro de MS-), assim como, os registros de NO3- responderam a processos pós-deposicionais, de natureza tanto física como química.
Five ice cores collected during the 2004–2005 Chilean-Brazilian Antarctic traverse, from Patriot Hills (80º18’S, 81º21’W) to the South Pole, had their uppermost layers chemically analyzed. The ion chromatography technique measured Na+, K+, Mg2+, Ca2+, MS-, Cl-, NO3- and SO42- concentrations. The mass spectrometry measured δD ratios. In order to interpret the spatial and the temporal variability of these parameters, this work dated the ice cores by counting the annual layers, using Na+, nssSO42- and δD profiles. Then it determined the net mean accumulation rates for each sampling site. The Na+ registers identified sea salt aerosols and sea ice aerosols only for the three sites located closer to the cost. The acid species produced on troposphere by reactions with sea spray predominated at the most inland sites. The biogenic contributions (expressed by MS- registers) as the NO3- concentrations responded to both physical and chemical post depositional processes.

Formas de terreno glaciais de micro e meso-escala (estrias, sulcos, cristas de tilito ou flutes) que ocorrem sobre arenito da Formação Furnas (Devoniano) ou arenito flúvio-glacial e tilito subglacial Subgrupo Itararé (neopaleozóico), configuram, pelo menos, duas extensas paisagens de abrasão glacial de mais de 1.500Km quadrados da área, exumadas e excelentemente preservadas, no flanco sul do arco de Ponta Grossa. Feições sobre o arenito Furnas foram erodidas por geleira deslizando sobre substrato \"duro\"/consolidado; e \"mole\" ou inconsolidado, no caso dos sedimentos neopaleozóicos. O comportamento reológico distinto reflete-se em diferenças nas feições presentes sobre os dois tipos de substrato. Aração subglacial foi o processo erosivo predominante em ambos os casos, ocorrendo sob geleira de base quente e na presença de água de degelo. A despeito do caráter consolidado do substrato Devoniano, formas de terreno glaciais erosivas positivas, tipo rochas moutonnées e dorsos de baleia, não ocorrem na região estudada. Isto deve-se ao fato de a geleira, de base plana, deslocar-se sobre substrato previamente aplainado (peneplano) durante longo período erosivo pré-Itararé, e de composição litológica, inicialmente, homogênea, e de disposição horizontal, que deve ter influenciado a erosão glacial. Estriações são retilíneas e paralelas sobre cada uma das paisagens abrasivas. Entrecruzamento de estriações de orientação diferente sobre a mesma superfície não foram encontradas, indicando formação por um único evento erosivo em cada caso. A orientação média das estriações é de N12W sobre o arenito Devoniano, e N20E sobre depósitos do Subgrupo Itararé, indicando considerável mudança no padrão de fluxo da geleira. Os dois eventos de abrasão glacial foram anteriormente atribuídos a duas distintas \"glaciações\" sucessivas, denominadas, respectivamente, Rio do Salto e Cancela, porém devem corresponder a dois eventos menores de avanço da geleira. Duas exposições de superfícies estriadas, formadas sobre rochas do Subgrupo Itararé, de especial significado em Geologia Glacial pela quantidade e diversidade de feições preservadas, ocorrem sobre arenito flúvio-glacial e glácio-marinho proximal em Palmeira, e diamictitos (tilito de alojamento) em São Luís de Purunã. Neste último local, formas de terreno glaciais deposicionais de pequeno porte, do tipo flute, foram encontradas. Trata-se do primeiro registro destas feições em sucessões glaciais pré-pleistocênicas. A correlação entre essas superfícies e as que se situam sobre rochas do Subgrupo Itararé em outros afloramentos, não está ainda clara. Nos dois casos, as superfícies são múltiplas, refletindo oscilação da margem da geleira neopaleozóica, envolvendo alternância de condições de alta velocidade e erosão, e baixa velocidade e deposição. A despeito de sua origem subglacial não há evidências de deformação intensa por esforço cisalhante. A preservação dessas feições de erosão posterior ocorreu pela deposição de till subglacial e/ou pela sedimentação subaquática de silte. Excelentes exposições do Subgrupo Itararé em Witmarsum permitem distinguir várias sucessões de diamictitos, incluindo tilitos subglaciais e supraglaciais associados a, no mínimo, sete episódios de avanço e recuo da geleira. Durante uma dessas fases, verificou-se a instalação de condições periglaciais, documentadas pela ocorrência de cunhas de areia (sand wedges) e clastos partidos. Intercalações de arenitos marinhos rasos no pacote de diamictitos indicam a ocorrência de eventos marinhos transgressivos pós-glaciais. Depósitos coliniformes de diamictito deformado identificados na seção estudada, são interpretados como morainas de empurrão sazonais, associadas a oscilações da margem da geleira. A preservação dessas formas de terreno constitui registro singular e inédito em sucessões glaciogênicas pré-pleistocênicas. Os diversos ciclos estratigráficos glaciais reconhecidos no Subgrupo Itararé, no flanco sul do arco de Ponta Grossa, são atribuíveis à combinação de episódios de avanço e recuo do lobo glacial Paraná e movimentos glácio iso- e eustáticos. Esses movimentos ocorreram no contexto de eventos tectônicos de maior escala, ligados à evolução tectônica do arco de Ponta Grossa no neopaleozóico.
Landforms of glacial erosion of micro to meso-scale(striae, furrows, flutes)occur on sandstone of the Furnas Formation, and on Fluvio-glacial and subglacial tillite from the Itararé Subgrupo. They make up two superposed extense landscapes of glacial abrasion of over 1.5000Km² of area, exthumed and preserved, on the southern flanck of the Ponta Grossa arch. Features on the Furnas sandstone have been eroded by a glacier flowing on a hard (consolidated) bed, the substratum was soft or inconsolidated on the Paleozoic sediments. The different reologic behavior of the glacier bed is reflected on differences of features present on the two types of glacial substrata. Glacialplowing was the predominant erosional process in both cases, associated to a warm based glacier and presence of subglacial meltwater. In spite its hardness, positive glacial erosional features, as roches moutonnées, whale backs, etc, do not occur on the Devonian sandstone. This is due to the glacier having displaced on a previourly existing peneplain formed during a pre-Itararé Subgroup regional erosional phase, plus the homogenous lithology and horizontal disposition of beds.Striations are rectilinear and parallel on each abraded landscape. Intersection of striae with different directions was not found, indication a single erosional event in each case. The mean direction of striations vary from N12°W to N20°E on the Devonian and late Paleozoic rocks respestively. Sense of glacier movement was toward north. The two glacial erosional events have been assigned to two different successive \"glaciations\", named Rio do Salto and Cancela, but correspond most probably to events of glacier advance.Two exposures of striated surfaces on the fluvio-glacial and glacial-marine beds an on lodgement tilite of Itararé Subgroup in Palmeira and São Luis de Purunã, respectively, exhibit a variety of features and bear special importance in terms of Glacial Geology. In the later outcrop depositional glacial landsforms similar to glacial flutes have also been found. This is the first record of such features in the pre-Pleistocene succession. Correlation between these surfaces and those on top of Itararé elsewhere on the Ponta Grossa arch rocks is not entirely clear. In the two cases above the surfaces are multiple, reflecting oscilation of the glacier margin and alternating conditions of fast flow and erosion and slow flow and deposition. In spite of their subglacial origin, no evidence of strong shear deformation was found. Features were preserved from further erosion by a cover of subglacial till or of a bed of silt eposited on top of striated surfaces. Excellent exposures of Itararé Sbgroup rocks at Witmarsum contain several diamictite successions made up of subglacial and supraglacial tillites resulting from at least seven episodes of advance and retreat of the glacier. During one of those phases periglacial conditions occurred as documented by sand wedges and frost shattered clasts. Intercalation of shallow marine sandstone beds in the diamictite section indicate post-glacial, marine transgressive events. Hill-like deposits of deformed diamictite found in the studied area were interpreted as seasonal push moraines, resulting from oscilation of the glacier margin. Preservation of this type of proglacial landform is unique in pre-Pleistocene glaciogenic successions. The several stratigraphic cycles recognized in the Itararé Subgroup in the study area, have probably been controlled by a combination of advance and retreat of the Paraná glacial lobe and associated glacio eu- and isostatic movements. These movements occurred in the context of larger scale tectonic events, that look place during the tectonic evolution of the Ponta Grossa arch in the late Paleozoic.

Résumé : Un certain nombre d'écoulements géophysiques, tels que les écoulements de glace ou de lave magmatique, impliquent le mouvement gravitaire à faible nombre de Reynolds d'un fluide viscoplastique à surface libre sur un socle rocheux. Leur modélisation fait apparaître des lois de comportement rhéologique et des descriptions de leurs intéractions avec le socle rocheux qui reposent sur des paramétrisations empiriques. Par ailleurs, l'observation systématique de ce type d'écoulements avec une grande précision est rarement possible ; les données associées à l'observation de ces écoulements, principalement des données de surface (télédétections), peuvent être peu denses, manquantes ou incertaines. Elles sont aussi le plus souvent indirectes : des paramètres inconnus comme le glissement basal ou la rhéologie sont difficilement mesurables in situ. Ce travail de thèse s'attache à la modélisation directe et inverse de ces écoulements géophysiques, particulièrement les écoulements de glace, par des méthodes variationnelles à travers la résolution du problème de Stokes pour les fluides en loi de puissance. La méthode de résolution du problème direct (Stokes non-linéaire) repose sur le principe du minimum de dissipation qui mène à un problème variationnel de type point-selle à quatre champs pour lequel on montre l'existence de solutions. La condition d'incompressibilité et la loi de comportement représentent alors des contraintes associées au problème de minimisation. La recherche des points critiques du lagrangien correspondant est réalisée à l'aide d'un algorithme de type lagrangien augmenté, discrétisé par éléments finis triangles à trois champs. Cet algorithme conduit à un important gain tant en temps de calcul qu'en utilisation mémoire par rapport aux algorithmes classiques. On s'intéresse ensuite à la modélisation numérique inverse de ces fluides à l'aide du modèle adjoint et des deux principaux outils associés : l'analyse de sensibilité et l'assimilation de données. On étudie tout d'abord la modélisation rhéologique de ces fluides à travers les deux paramètres principaux de la loi de comportement : la consistance du fluide et l'exposant rhéologique. Des analyses de sensibilité sur ces paramètres définis localement, permettent de quantifier leurs poids relatifs au sein du modèle d'écoulement, en termes de vitesses de surface. L'identification de ces grandeurs est également réalisée. L'ensemble des résultats est résumé comme une méthodologie vers une "rhéométrie virtuelle" pouvant représenter une aide solide à la mesure rhéologique. Le glissement basal, paramètre majeur dans la dynamique de la glace, est investigué selon la même approche. Les analyses de sensibilité mettent en avant une capacité à voir à travers le caractère "filtré" et non-local de la transmission de la variabilité basale vers la surface, ouvrant des perspectives vers l'utilisation des sensibilités pour la définition de lieux d'intérêt pour l'observation et la mesure. Ce glissement basal, modélisation empirique d'un processus complexe et multiéchelle, est ensuite utilisé pour la comparaison avec une méthode inverse approximative courante en glaciologie (méthode négligeant la dépendance de la viscosité à la vitesse, i.e. la non-linéarité). Le modèle adjoint, obtenu par différentiation automatique et évalué par accumulation retour, permet de définir cette approximation comme un cas limite de la méthode inverse complète. Ce formalisme mène à une généralisation du processus d'évaluation numérique de l'état adjoint, ajustable en précision et en temps de calcul en fonction de la qualité des données et du niveau de détail souhaité dans la reconstruction. L'ensemble de ces travaux est associé au développement du logiciel DassFlow-Ice de simulation directe et inverse de fluides viscoplastiques à surface libre. Ce logiciel prospectif bidimensionnel, diffusé dans la communauté glaciologique, a donné lieu au développement d'une version tridimensionnelle.

Un certain nombre d’écoulements géophysiques, tels que les écoulements de glace ou de lave magmatique, impliquent le mouvement gravitaire à faible nombre de Reynolds d’un fluide viscoplastique à surface libre sur un socle rocheux. Leur modélisation fait apparaître des lois de comportement rhéologique et des descriptions de leurs intéractions avec le socle rocheux qui reposent sur des paramétrisations empiriques. Par ailleurs, l’observation systématique de ce type d’écoulements avec une grande précision est rarement possible ; les données associées à l’observation de ces écoulements, principalement des données de surface (télédétections), peuvent être peu denses, manquantes ou incertaines. Elles sont aussi le plus souvent indirectes : des paramètres inconnus comme le glissement basal ou la rhéologie sont difficilement mesurables in situ.Ce travail de thèse s’attache à la modélisation directe et inverse de ces écoulements géophysiques, particulièrement les écoulements de glace, par des méthodes variationnelles à travers la résolution du problème de Stokes pour les fluides en loi de puissance.La méthode de résolution du problème direct (Stokes non-linéaire) repose sur le principe du minimum de dissipation qui mène à un problème variationnel de type point-selle à quatre champs pour lequel on montre l’existence de solutions. La condition d’incompressibilité et la loi de comportement représentent alors des contraintes associées au problème de minimisation. La recherche des points critiques du lagrangien correspondant est réalisée à l’aide d’un algorithme de type lagrangien augmenté, discrétisé par éléments finis triangles à trois champs. Cet algorithme conduit à un important gain tant en temps de calcul qu’en utilisation mémoire par rapport aux algorithmes classiques.On s’intéresse ensuite à la modélisation numérique inverse de ces fluides à l’aide du modèle adjoint et des deux principaux outils associés : l’analyse de sensibilité et l’assimilation de données. On étudie tout d’abord la modélisation rhéologique de ces fluides à travers les deux paramètres principaux de la loi de comportement : la consistance du fluide et l’exposant rhéologique. Des analyses de sensibilité sur ces paramètres définis localement, permettent de quantifier leurs poids relatifs au sein du modèle d’écoulement, en termes de vitesses de surface. L’identification de ces grandeurs est également réalisée. L’ensemble des résultats est résumé comme une méthodologie vers une “rhéométrie virtuelle” pouvant représenter une aide solide à la mesure rhéologique.Le glissement basal, paramètre majeur dans la dynamique de la glace, est investigué selon la même approche. Les analyses de sensibilité mettent en avant une capacité à voir à travers le caractère “filtré” et non-local de la transmission de la variabilité basale vers la surface, ouvrant des perspectives vers l’utilisation des sensibilités pour la définition de lieux d’intérêt pour l’observation et la mesure. Ce glissement basal, modélisation empirique d’un processus complexe et multiéchelle, est ensuite utilisé pour la comparaison avec une méthode inverse approximative courante en glaciologie (méthode négligeant la dépendance de la viscosité à la vitesse, i.e. la non-linéarité). Le modèle adjoint, obtenu par différentiation automatique et évalué par accumulation retour, permet de définir cette approximation comme un cas limite de la méthode inverse complète. Ce formalisme mène à une généralisation du processus d’évaluation numérique de l’état adjoint, ajustable en précision et en temps de calcul en fonction de la qualité des données et du niveau de détail souhaité dans la reconstruction.L’ensemble de ces travaux est associé au développement du logiciel DassFlow-Ice de simulation directe et inverse de fluides viscoplastiques à surface libre. Ce logiciel prospectif bidimensionnel, diffusé dans la communauté glaciologique, a donné lieu au développement d’une version tridimensionnelle
Several geophysical flows, such as ice flows or lava flows, are described by a gravity-driven low Reynolds number movement of a free surface viscoplastic fluid over a bedrock. Their modeling involves constitutive laws, typically describing their rheological behavior or interactions with their bedrock, that lean on empirical parameterizations. Otherwise, the thorough observation of this type of flows is rarely possible; data associated to the observation of these flows, mainly remote-sensed surface data, can be sparse, missing or uncertain. They are also generally indirect : unknown parameters such as the basal slipperiness or the rheology are difficult to measure on the field.This PhD work focuses on the direct and inverse modeling of these geophysical flows described by the power-law Stokes model, specifically dedicated to ice flows, using variational methods.The solution of the direct problem (Stokes non-linear) is based on the principle of minimal dissipation that leads to a variational four-field saddle-point problem for which we ensure the existence of a solution. In this context, the incompressibility condition and the constitutive rheological law represent constraints associated to the minimization problem. The critical points of the corresponding Lagrangian are determined using an augmented Lagrangian type algorithm discretized using three- field finite elements. This algorithm provides an important time and memory saving compared to classical algorithms.We then focus on the inverse numerical modeling of these fluids using the adjoint model through two main associated tools : sensitivity analysis and data assimilation. We first study the rheological modeling through the two principal input parameters (fluid consistency and rheological exponent). Sensitivity analyses with respect to these locally defined parameters allow to quantify their relative weights within the flow model, in terms of surface velocities. Identification of these parameters is also performed. The results are synthetized as a methodology towards “virtual rheometry” that could help and support rheological measurements.The basal slipperiness, major parameter in ice dynamics, is investigated using the same approach. Sensitivity analyses demonstrate an ability to see beyond the ”filtered” and non-local transmission of the basal variability to the surface. Consequently these sensitivities can be used to help defining areas of interest for observation and measurement. This basal slipperiness, empirical modeling of a multiscale complex process, is then used to carry on a comparison with a so called “self-adjoint” method, common in glaciology (neglecting the dependency of the viscosity on the velocity, i.e. the non-linearity). The adjoint model, obtained by automatic differentiation and evaluated by reverse accumulation, leads to define this approximation as a limit case of the complete inverse method. This formalism allows to generalize the process of the numerical evaluation of the adjoint state into an incomplete adjoint method, adjustable in time and accuracy depending on the quality of the data and the level of detail required in the identification.All this work is associated to the development of DassFlow-Ice software dedicated to the direct and inverse numerical simulation of free-surface viscoplastic fluids. This bidimensional prospective software, distributed within the glaciological com- munity, serves as a model for the current development of the tridimensional version

L'analyse des images fournies par les satellites radar d'observation de la terre permet de determiner des cartes de deformation du sol qui sont etendues, precises et denses. Ces mesures sont potentiellement utiles dans de nombreux domaines des sciences de la terre et elles sont souvent la seule source d'information disponible. Nous nous sommes interesse a la facon de determiner de telles deformations et a la facon d'exploiter ces mesures dans deux domaines d'application, la glaciologie et la sismotectonique. Deux techniques nous ont permis mesurer les deformations du sol dont l'amplitude est generalement tres inferieure a la resolution des images : la recherche d'un maximum de correlation local des images d'amplitude avec une precision sub-pixel et l'interferometrie radar differentielle. La fonction de correlation des amplitudes exploite l'hypothese que les deformations a mesurer sont basse frequence. La precision obtenue atteint 1/30#e#m#e de pixel rms (soit 20 cm pour le satellite ers). L'interferometrie radar differentielle exploite la difference de phase des images. Une chaine de production d'interferogrammes, comportant un filtre adaptatif original permet de mesurer une composante de la deformation avec une precision centimetrique. L'application de ces techniques au cas d'un couple images sar a trois jours de sir-c nous a permis d'etudier la dynamique du glacier perito moreno. Une carte de la vitesse d'ecoulement bi-dimensionnelle est determinee puis exploitee via un modele afin d'evaluer, avec une precision de 30%, le debit et le taux d'accumulation du glacier. Par ailleurs, une methode d'exploitation des donnees de teledetection pour l'etude des seismes a ete developpee et nous a permis de decrire le mecanisme de la rupture associe au seisme de landers (m#w 7. 2, 06/92, cal). Nous determinons la geometrie des failles et les glissements associes par l'utilisation conjointe des mesures par correlation et par interferometrie radar. Notre demarche et nos resultats sont valides par comparaison a des mesures de terrain.

O presente trabalho reconstruiu uma série de 21 anos de derretimento superficial (D) e descarga de água (DA) na porção norte da Península Antártica. Foram utilizados dados de temperatura do ar a 2 m da superfície do projeto de reanálise ERA-Interim, do European Center for Medium Range Weather Forecast (ECMRWF), para o cálculo destas estimativas. Imagens Envisat ASAR classificadas em neve úmida e neve seca em 18 datas no verão de 2006/2007 foram comparadas com a área de derretimento resultante do modelo. Uma equação linear foi ajustada a essas áreas, a qual foi posteriormente utilizada para a correção dos totais anuais da área de derretimento, do derretimento e da descarga de água. Os valores corrigidos foram entre 8% e 22% maiores que os calculados inicialmente, sendo as maiores diferenças em anos de picos negativos nas variáveis modeladas. Os valores máximos de derretimento e descarga de água foram, respectivamente, 7,75 Gt e 3 Gt no ano de 1998/1999. Os mínimos ocorreram no ano 2009/2010, sendo 1,5 Gt e 0,15 Gt. Ambas variáveis apresentaram grande variabilidade interanual. Os meses de janeiro e fevereiro apresentaram o valor médio de derretimento e descarga de água mais elevados (D = 1,4 e 1,5 Gt e DA = 1,4 e 1,3 Gt), bem como os maiores desvios-padrão (Jan=0,3 e Fev=0,6 Gt). Os máximos e mínimos anuais em D e DA em geral acompanham os picos da temperatura média dos meses de verão medidas nas estações meteorológicas presentes no local de estudo. Em termos espaciais, verificou-se que na costa oeste o derretimento e a descarga ficam restritos às regiões costeiras e ilhas. As plataformas de gelo desintegradas durante o período de estudo (Larsen A, Prince Gustav e Larsen B) e suas adjacências foram as mais contínuas áreas de derretimento e descarga de água, que ocorriam de forma persistente e intensa.
A 21-year time series of glacier surface melt and runoff was reconstructed for the northern Antarctic Peninsula. Surface air temperature from the ERA-Interim reanalysis project, carried out by the European Center for Medium Range and Weather Forecast (ECMRWF), was the main source of data for these estimates. 18 Envisat ASAR images, obtained during the summer of 2006/2007, were classified on wet and dry snow and, then, compared with the melt area obtained by the model. A linear regression was performed between both wet snow and melt area, and the equation was used to correct the annual melt area, melt and runoff. These corrected values were 8% and 22% higher than the model results. This percentage increases as model results values diminish. Melt (M) and runoff (R) maxima were found in 1998/1999, with respectively values of 7.75 Gt and 3 Gt. The minima were found in 2009/2010 (1.5 Gt and 0.15 Gt, respectively). Both variables showed high interannual variability. Melt and runoff highest means and standard deviations were detected in January and February (M=1.4± 0.3 and 1.5± 0.6 Gt, R=1.4± 0.3 and 1.3± 0.6). Maximum and minimum values of M and R, follow those patterns observed in the mean summer temperature measured on the available meteorological station. In the west side of the Peninsula, melt and runoff are restricted to coastal areas and islands. The former ice shelves Larsen A and B and Prince Gustav and their vicinity were the most continuous and largest melt and runoff areas observed.