Convection et thermique de la Terre

Crédits : 3 ECTS

Responsable : Stéphane LABROSSE

L’objectif de ce cours est de montrer comment les principes physiques du transfert de chaleur peuvent s’appliquer à l’intérieur de la Terre et des planètes pour étudier leur structure thermique, leur dynamique et leur évolution.

Modèle de convection thermique

Transport de chaleur conductif

    1. Rappels sur la loi de Fourier et l’équation de la conduction de la chaleur.
    2. Solutions stationnaires et modèles simplistes de Terre.
    3. Refroidissement d’un demi-espace infini et structure thermique de la lithosphère océanique.
    4. Conduction dans la lithosphère continentale.
    5. Perte de chaleur totale de la Terre.

Convection thermique dans les manteau planétaires

    1. Rappel des équations de conservation.
    2. Nombre Rayleigh par analyse aux dimensions.
    3. Stabilité linéaire pour le démarrage de la convection de Rayleigh-Bénard.
    4. Convection d’amplitude finie. Mise à l’échelle du transfert de chaleur par la convection.

Évolution thermique de la Terre et des planètes telluriques

    1. Contraintes sur la structure thermique de la Terre primitive.
    2. Modèles paramétrés d’évolution thermique utilisant des lois d’échelles de la convection dans le manteau.
    3. Notions sur la thermodynamique du noyau et évolution couplée noyau-manteau.