News on dunes !

• 1er Janvier 2013 : Antoine Lucas rejoint notre équipe sur un contrat postdoctoral CNES. P¨rojetd e recherche : “Dynamique et morphométrie des dunes sur Titan, nouveau proxy pour l’étude des interactions surface/atmosphère en contexte planétaire”.

 

• Octobre 2012 : Début de la thèse d’Amandine Garcia  sur le sujet “Observation et modélisation des dunes de Titan. Lien avec le climat.”. Co-direction entre S. Rodriguez (AIM, Université Paris Diderot) et S. Courrech du Pont (MSC, Université Paris Diderot), financement MENRT.

 

• Fin mai 2012 : Nous venons d’apprendre que notre projet ANR EXODUNES est financé (PI: S. Rodriguez, C. Narteau et S. Courrech du Pont). Début 1er janvier 2013.

 

• Janvier-juin 2012 : Stage de M2 d’Amandine Garcia a AIM sur le sujet “Cartographie et étude expérimentale des champs de dunes de Titan – lien avec les modèles de vents”

Titan, satellite de Saturne, est le deuxième plus gros du système solaire et le seul à posséder une épaisse atmosphère et une activité climatique. Son grand intérêt à entrainer la mission Cassini-Huygens. VIMS dans l’infrarouge et le RADAR en mode SAR à bord de Cassini sont capables d’observer la surface de Titan. Le travail d’amandine a été d’étudier les dunes de Titan, morphologie particulière fortement reliée au climat. La cartographie globale RADAR/SAR révèlent la présence de larges zones de dunes linéaires concentrées autour de l’équateur (30°N-30°S). En rassemblant les hétérogénéités spectrales de terrain données par VIMS et la localisation des dunes imagées par le RADAR/SAR nous pouvons donner la surface totale couverte par les dunes autour de l’équateur (22% de la surface de Titan, soit 18 000 000km²). Elles sont des témoins de l’activité climatique passée ou actuelle. Il est notamment possible de contraindre les vents de surface en regardant localement comment les dunes réagissent (converge/diverge) autour d’obstacles. Leur comportement est directement lié au régime de vent et à la géométrie de l’obstacle. Pour mieux comprendre ceci, nous décidons de reproduire des dunes millimétriques en laboratoire en appliquant le vent de surface prédit par les modèles climatiques dans le but d’étudier leur comportement autour d’obstacle à l’échelle de Titan. L’ordre de grandeur du rapport d’aspect entre la hauteur des dunes et celle de l’obstacle d’environ 1/6 que nous déduisons de l’analyse RADAR/SAR (radarclinométrie) permet de mettre à l’échelle pour les expériences en laboratoire. Le principal résultat de ces expériences montre une incohérence avec les observations SAR avec l’apparition dans les expériences de deux zones d’érosion alors que nous nous attendions à une longue zone d’érosion. Ceci pose la question de la validité des vents prédits par le modèle climatique. Cependant, ça reste un travail en cours et nous avons besoin de rassembler plus d’observations, d’expériences et de simulations numériques pour mieux comprendre la morphogénèse des dunes de Titan et pour contraindre son climat.

 

• Courant 2012 : Visite de 2 mois du Professeur Zhibao Dong à l’université Paris-Diderot

Au sein du CAREERI ( Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute), le professeur Zhibao Dong est le directeur exécutif du laboratoire clé sur les déserts et la désertification. Zhibao Dong est spécialiste du transport éolien et de la morphodynamique dunaire. Son travail sur le terrain et en souffleries font de lui un expert mondial de la géomorphologie des zones arides. L’objectif de son séjour a été de combiner ses observations à des modélisations numériques et expérimentales menées à Paris Diderot (IPGP, MSC et AIM). Il intégrera de nombreux projets en cours (BQR, LIA, ANR). En particulier, il apportera de fortes contraintes  observationnelles sur les conditions climatiques et environnementales responsables de la formation des dunes cohésives.

Figure : Le professeur Zhibao Dong expliquant à ces étudiants la formation des dunes sur le site expérimental de Shapotu (province du Ningxia, Chine). Les mesures in-situ comprennent des données météorologiques (voir la tour de mesure de vents à gauche), des mesures de topographie et de flux sédimentaires.

 

• Courant 2012 : Présence du projet au sein du Laboratoire International Associé SALADYN

Les analogues terrestres aux dunes de Titan pourraient être les dunes cohésives du bassin du Quadaim (Qinghai, Chine). Notre projet sur la formation des dunes et le climat de Titan s’intègre donc maintenant au sein du nouveau Laboratoire International associe SALADYN. Ce laboratoire développera les interactions entre la France et la Chine sur toutes les problématiques du transport sédimentaire et de la dynamique des paysages dans les environnement désertiques d’Asie Centrale.

Figure : Dunes cohésives dans le bassin du Quadaim (Qinghai, Chine). La photo est prise face au vent dominant, le long de la structure linéaire de la dune. L’orientation de ces dunes et l’induration des différentes couches sédimentaires restent encore inexpliquées.

 

• 2011-2012 : Post-Doctorat de Lv Ping au sein de l’équipe de géomorphologie de l’IPGP

Lv Ping a obtenu une thèse de doctorat au CAREERI (Cold and Arid Regions Environmental and Engineering Research Institute) pour son travail portant sur l’érosion éolienne et le mouvement des grains de sable soumis au cisaillement d’un fluide. En collaboration avec le laboratoire de géomorphologie de l’IPGP, elle a obtenu un post-doctorat de la Mairie de Paris (2011-2012) et une bourse de l’Académie des Sciences de Chine pour travailler sur l’instabilité a l’origine de la formation des dunes. Son travail essentiellement se base sur des mesures in-situ de grande échelle (~ 100 m) réalisées sur le site expérimental de Shapotu (province du Ningxia, Chine).

Figure : Dunes linéaires nouvellement formées sur le site expérimental  de Shapotu (province du Ningxia, Chine). La photo est prise dans la direction du vent principal oriente vers le sud-Est. Il résulte principalement de la différence thermique entre les régions semi-désertique de la Mongolie intérieure et les zones humides de la Chine orientale.