Rhéologie de la zone marginale de glace : mesure de la viscosité de cisaillement de la glace de mer en présence de vagues - Pelletier, Éloïse (2024)
RÉSUMÉ : En déployant un aéronef télépiloté (ATP) près de la marge de glace dans l’estuaire du Saint-Laurent, des images aériennes de la propagation oblique de vagues dans la zone marginale de glace (MIZ) ont été obtenues. L’utilisation de la vélocimétrie par images de particules sur une sélection de onze (11) événements filmés a permis de quantifier plusieurs paramètres physiques, tels que la hauteur significative des vagues (Hs ∼ 1 m), la période moyenne (T ∼ 3 − 4 s), l’angle d’incidence (θ ∼ 22 − 48°) et le coefficient d’atténuation de l’énergie des vagues (ᾶ ∼ O(10⁻²)) m⁻¹. Ces données sont utilisées pour contraindre un modèle d’équilibre entre les forces radiatives des vagues et les forces internes de la glace afin d’estimer, pour la première fois à partir d’observations directes, la viscosité de cisaillement (η ∼ O(10³ − 10⁴)) kg s⁻¹ de la zone marginale, en supposant celle-ci homogène. Toutefois seulement trois événements permettent d’obtenir une estimation quantitative, alors que les données des huit autres événements suggèrent que la viscosité de cisaillement n’est pas uniforme à travers la MIZ. L’application d’une technique de fenêtrage discret pourrait aider à développer et améliorer le modèle proposé. La comparaison des valeurs obtenues avec deux modèles rhéologiques montre que la MIZ est mieux représentée par une rhéologie granulaire de type Mohr-Coulomb que par la rhéologie visco-plastique qui est la plus largement utilisée dans les modèles de glace. -- Mot(s) clé(s) en français : Glace de mer, zone marginale de glace, viscosité, cisaillement, distribution de taille des floes, vagues, rhéologie, atténuation, Arctique. -- ABSTRACT : By deploying unmanned aerial vehicle (UAV) at the ice edge in the St. Lawrence Estuary, we obtained aerial footage of oblique wave propagation in the marginal ice zone (MIZ). Applying particle image velocimetry to a selection of eleven (11) video sequences allowed quantifying numerous dynamical parameters such as the significant wave height (Hs ≤ 1 m), mean period (T ≃ ...