Modle numrique gomorphologique : exemple des karsts en cockpits Jamaque

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Modèle numérique géomorphologique exemple des
karsts en cockpits (Jamaïque)
UMR Planétologie et Géodynamique Université de
Nantes

• Cyril Fleurant, Institut National dHorticulture
  et du Paysage, Angers, France
• Greg Tucker, University of Colorado, Boulder, USA
• Heather Viles, University of Oxford, Oxford,
  England

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Articles Fleurant C., Tucker G.E, Viles H.A., A
model of cockpit karst landscape, Jamaïca,
Géomorphologie, Relief, Processus, Environnement,
sous presse. Fleurant C., Tucker G.E, Viles
H.A., 2008, A cockpit karst evolution model,
Geological Society, Special Publication.
Landscape Evolution Denudation, Climate and
Tectonics over Different Time and Space Scales,
296, p. 47-62. Fleurant C., Tucker G.E and H.A
Viles, 2007, Modèle dévolution de paysages,
application aux karsts en cockpit de Jamaïque.
Karstologia, 49, p. 33-42. Conférences
Fleurant C., Tucker G. and  H. Viles, 2006,
Modelling cockpit karst landforms a large scale
study, BGRG International Conference
"Geomorphology and Earth System Science", 28-30
June 2006, Loughborough University, UK. Fleurant
C., Tucker G. and H. Viles, 2004, Cockpit Karst,
a landscape evolution model, William Smith
meeting, Earth's dynamic surface, catastrophe and
continuity in landscape evolution, 4-5 of October
2004, The Geological Society, London.
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Contexte - Problématique
? complexité des processus

• tectonique

• érosion / sédimentation

• climatique

? complexité des modèles numériques

• SIBERIA (Willgoose et al., 1991)

• GOLEM (Tucker and Slingerland, 1994)

• CASCADE (Braun and Sambridge, 1997)

• CAESAR (Coulthard et al., 1998)

• CHILD (Tucker et al., 1999)

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Contexte - Problématique
? formes des reliefs karstiques (White, 1984)

• processus physico-chimiques, climatiques,
  hydrologiques, géophysiques, etc.

5
Contexte - Problématique
? control des formes du relief (White, 1984)

• processus physico-chimiques, climatiques,
  hydrologiques, géophysiques, etc.

? variété des paysages

• karsts à dolines

• karsts en tourelles

• karsts en cockpits

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Contexte - Problématique
? karst à dolines
7
Contexte - Problématique
? karst en tourelles
8
Contexte - Problématique
? karst en cockpits
9
Contexte - Problématique
? Est-il possible de modéliser les formes dun
karst en cockpits à partir de ces processus ?

• présentation du modèle numérique

• résultats à léchelle régionale

• conclusion et perspectives

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Le modèle numérique
? Channel-Hillslope Integrated Landscape
Development (Tucker et al., 2001)

• évolution de la topographie interaction et
  feed-back positif entre les écoulements de
  surface/subsurface, lérosion/sédimentation

• adaptation à beaucoup de processus
  géomorphologiques

Code C
Fleurant et al., 2007
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Le modèle numérique
? domaine spatial

• TIN / maillage de Delaunay / cellules de Voronoï

• méthode des volumes finis

? domaine temporel

• processus géologiques / processus hydrologiques

• ltPgt, Tr, Tb processus de Poisson
• facteur climatique

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Le modèle numérique
? générer les écoulements / réseau de drainage

• classification des nuds suivant la plus grande
  pente

• fonction de drainage

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Le modèle numérique
? érosion/sédimentation par processus lents (ex.
solifluxion)

• équation de diffusion

• kd dépend de la nature du calcaire et du climat

? érosion mécanique
? tectonique

• équation de continuité

• dispersion spatiale des sédiments

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Le modèle numérique
? simulations
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Le modèle numérique
? érosion par dissolution (Fleurant et al., sous
presse)
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Résultats
? Données de terrain (Parris Lyew-Ayee, 2004)

• analyse SIG

• pente moyenne (s) et relief relatif moyen (r)

Weissel et al., 1994
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Résultats
? conditions aux limites et initiales
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Résultats
? simulations et analyses
19
Résultats
? simulations et analyses
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? conclusion

• érosions mécanique et diffusive non suffisantes
• dissolution spatialement hétérogène
• liens entre écoulements hypodermiques et formes
  de surface
• facteur climatique précipitations intenses
  (ltPgt ? 1 m/an) et fréquentes ( )

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? perspectives

• données sur titan analogue
• biblio sur titan analogue
• terrain
• modèle (C) interface (Java)