Physique de la neige ¶

L’équipe « Physique de la neige » s’intéresse à la structure et les propriétés de la neige et du firn à différentes échelles. Nos principaux outils au sein du laboratoire de froid sont la microtomographie (micro-CT), la production de neige identique à celle de la nature et nos générateurs de neige conçus en interne.

Grâce à la représentation tridimensionnelle de la neige, nous sommes désormais en mesure de calculer des paramètres structurels fondamentaux, tels que les variations de densité, avec une résolution spatiale de l’ordre de quelques millimètres, ce qui permet notamment de mettre en évidence la structure finement stratifiée des couches fragiles ou du firn polaire. De plus, les données ainsi obtenues sont utilisées pour calculer la fonction de corrélation en 3D, ce qui permet une meilleure compréhension des interactions entre la structure et les propriétés fonctionnelles, par exemple pour les micro-ondes.
 

De plus, nous sommes en mesure d’utiliser la microstructure exacte de la neige pour des simulations numériques. Nos codes, développés en interne ou adaptés, permettent de calculer la conductivité thermique, les propriétés mécaniques et les propriétés optiques. La simulation numérique directe se révèle être un outil extrêmement précieux pour comprendre la complexité de la neige.

Notre micro-CT est équipé d’une fonctionnalité permettant de réaliser une tomographie en accéléré à l’aide de ce que l’on appelle des « snow-breeders ». Le « snow-breeder » a permis de réaliser la première vidéo in situ en accéléré de la métamorphose de la neige sous un gradient de température.

Nos développements ne se limitent pas à la microstructure. La quantification des propriétés de la neige à une échelle plus grande, telle que celle d’un profil de neige ou d’un terrain, nécessite de nouvelles techniques pour relier l’échelle micro à l’échelle macro. À cette fin, nous avons développé le SnowMicroPen, un pénétromètre à haute résolution capable de distinguer différents types de neige grâce au traitement du signal. La photographie dans le proche infrarouge est devenue un outil standard pour quantifier la variation spatiale de la surface spécifique et, parallèlement, la taille optique équivalente des grains. Actuellement, nous développons de nouvelles techniques optiques visant à mesurer simultanément la densité et la surface spécifique.