Dynamique de la cristallisation de la graine : expériences et modèles.

Résumé : La graine terrestre telle que vue par la sismologie présente une anisotropie de ces propriétés élastiques et une structure étonnament complexe. La graine cristallise lentement à partir du noyau liquide, et il est possible que sa structure et sa dynamique soit liée à sa cristallisation. Une analyse de stabilité du front de solidification suggère que celui-ci est instable vis-à-vis d'une instabilité morphologique qui se manifeste par la formation d'une zone biphasique où des dendrites solides coexistent avec un liquide enrichi en soluté. Du point de vue thermodynamique, cette couche biphasique pourrait s'étendre jusqu'au centre de la graine, mais il est probable que la convection thermo-solutale associée et la compaction de la matrice solide y réduisent rapidement la fraction liquide. Une seconde partie présente un dispositif expérimental de cristallisation sous forte gravité, permettant d'intensifier les phénomènes de convection liés à la cristallisation. Il y est montré que la convection thermo-solutale rétroagit fortement sur la structure de la zone dendritique, et y augmente significativement la fraction solide. Une dernière partie porte sur les mécanismes susceptibles d'être à l'origine de l'anisotropie. L'importance de l'évolution thermochimique du noyau est mis en avant. Si la graine est relativement âgée, celle-ci est stratifiée de manière stable et les mouvement verticaux y sont interdits. La déformation induite par une croissance hétérogène est focalisée dans une couche cisaillante à la surface de la graine. Si la croissance de la graine est rapide, elle a pu convecter au début de son histoire et être progressivement stabilisée par la stratification chimique.
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Contributeur : Renaud Deguen <>
Soumis le : mercredi 14 octobre 2009 - 15:59:03
Dernière modification le : vendredi 5 avril 2019 - 20:06:21
Document(s) archivé(s) le : mercredi 22 septembre 2010 - 13:29:18

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Renaud Deguen. Dynamique de la cristallisation de la graine : expériences et modèles.. Géophysique [physics.geo-ph]. Université Joseph-Fourier - Grenoble I, 2009. Français. ⟨tel-00414613v2⟩

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