Séance de cours

Formation de cristaux de glace: processus et formes

Graph Chat

Chattez avec Graph Search

Posez n’importe quelle question sur les cours, conférences, exercices, recherches, actualités, etc. de l’EPFL ou essayez les exemples de questions ci-dessous.

AVERTISSEMENT : Le chatbot Graph n'est pas programmé pour fournir des réponses explicites ou catégoriques à vos questions. Il transforme plutôt vos questions en demandes API qui sont distribuées aux différents services informatiques officiellement administrés par l'EPFL. Son but est uniquement de collecter et de recommander des références pertinentes à des contenus que vous pouvez explorer pour vous aider à répondre à vos questions.

Dans cours

ENV-525: Physics and hydrology of snow

This course covers principles of snow physics, snow hydrology, snow-atmosphere interaction, and snow modeling. It transmits detailed understanding of physical processes within the snow and at its interfaces with the atmosphere and the ground, and presents ...

Description

Cette séance de cours explore la formation de cristaux de glace, en discutant de la structure de la glace, de l'eau super-refroidie et de la formation de cristaux de glace dans les nuages. Il couvre les processus de formation des cristaux de glace, y compris la nucléation homogène et hétérogène, ainsi que la croissance des cristaux de glace et des flocons de neige. La séance de cours explore également différents types de formes de cristaux de glace et les processus d'agrégation, tels que la bordure et l'agrégation. En outre, il explique la signification du métamorphisme de la neige, la croissance des cristaux de glace et la classification des cristaux de glace. La séance de cours se termine par une discussion sur les conditions de surface de la glace et le transport de masse microscopique dans les milieux poreux.

Enseignant·e·s (3)

Michael Lehning

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Jimmy Gasser, Rainette Engbers, Anja Mödl, Patricia Asemann, Brandon Van Schaik, Albin Manuel Cintas, Elizaveta Sharaborova, Ueli Schilt, Francesca Carletti, Yael Frischholz, Tim Marco Giger, Henrik Jentgens, Valentin Marcel Philippe A dirigé les thèses EPFL de Benjamin Andreas Walter, Christine Dorothea Groot Zwaaftink, Thomas Grünewald, Walter Steinkogler, Nander Wever, Aurélien Gallice, Francesco Comola, Quirien Eibhilín Krol, Tristan Jonas Brauchli, Christia

Wolf Hendrik Huwald

Dr. Hendrik Huwald is a scientist at the Laboratory of Cryospheric Sciences (CRYOS) and a lecturer at the Environmental Sciences and Engineering Section (SSIE) of the Swiss Federal Institute of Technology in Lausanne (EPFL). He completed his PhD in 2003 at the Swiss Federal Institute of Technology in Zürich (ETHZ), developing a numerical model for sea ice and studying energy transfer processes in the Arctic. Between 2005 and 2012 he was a post-doctoral fellow and scientist at the Laboratory of Environmental Fluid Mechanics and Hydrology (EFLUM) of EPFL working on Alpine snow-atmosphere interaction, and energy balance-related research mainly in mountain regions. During this time, he designed, led and participated in numerous large field experiments in different environments. In 2013 he joined the newly founded CRYOS laboratory where he conducted research in the domains of snow science, hydrology, boundary layer meteorology and environmental sensing. He has extensive experience with project management both on national and international level.

Johan Alexandre Philippe Gaume

I started my scientific career in 2008 at the Grenoble University in the IRSTEA laboratory where I did my master's thesis on the rheology of dense granular materials using the discrete element method. In the same lab, I followed with a PhD on the numerical modeling of the release depth of extreme avalanches using a combined mechanical-statistical approach and spatial extreme statistics. In 2013 I obtained a postdoc position at the WSL Institute for Snow and Avalanche Research SLF in Davos where I was in charge of developing and applying numerical models to improve the evaluation of avalanche release conditions and thus avalanche forecasting. While my PhD was mostly theoretical and numerical, my postdoc in Davos allowed me to gain a practical expertise by participating in laboratory and field experiments which helped to validate the models I develop. In 2016, I was awarded a SNF grant to work as a research and teaching associate in CRYOS at EPFL on the multiscale modeling of snow and avalanche processes. I developed discrete approaches to model snow micro-structure deformation and failure in order to evaluate constitutive snow models to be used at a larger scale in continuum models. I also developed numerical models for wind-driven snow transport. In 2017, I was a Visiting Scholar at UCLA to work on a Material Point Method (MPM) to simulate both the initiation and propagation of snow avalanches in a unified manner. The UCLA MPM model was initially developed for the Disney movie "Frozen" and has been modified and enriched based on Critical State Soil Mechanics to model the release and flow of slab avalanches. The results of this collaboration have been published in Nature Communications. In 2018, I was awarded the SNF Eccellenza Professorial Fellowship and became professor at EPFL and head of SLAB, the Snow and Avalanche Simulation Laboratory. At SLAB, we study micro-mechanical failure and fracture propagation of porous brittle solids, with applications in snow slab avalanche release. We also simulate avalanche dynamics and flow regime transitions over complex 3D terrain through the development of new models (depth-resolved and depth-averaged) based on MPM.In 2020, I obtained a SPARK grant to develop a new approach to simulate and better understand complex process chains in gravitational mass movements, including permafrost instabilities, rock, snow and ice avalanches and transitions to debris flows.

Source officielle

Concepts associés (31)

Glace de mer

thumb|upright=1.25|Fragments épars de glace de mer recouverts de neige. thumb|upright=1.25|Lame fine de glace de mer, observée sous une lumière à polarisation croisée. Tous les cristaux (que l'on distingue grâce aux couleurs d'interférence différentes) contiennent des inclusions de saumure (solution saline) et d'air ; inclusions situées dans le plan cristallographique. La glace de mer est constituée d'eau de mer gelée, et parfois aussi de neige tassée ou d'eau douce gelée (l'eau de mer gèle à une température plus basse - environ -2°C - que l'eau douce).

Cristal

vignette|Cristaux. vignette|Cristaux de sel obtenus par cristallisation lente dans une saumure à température ambiante. Un cristal est un solide dont les constituants (atomes, molécules ou ions) sont assemblés de manière régulière, par opposition au solide amorphe. Par « régulier » on veut généralement dire qu'un même motif est répété à l'identique un grand nombre de fois selon un réseau régulier, la plus petite partie du réseau permettant de recomposer l'empilement étant appelée une « maille ».

Nucléation

vignette|Nucléation de bulles de CO2 autour d'un doigt. La nucléation (ou germination) est l'apparition de petits domaines (appelés nuclei ou germes) d'une nouvelle phase à l'intérieur ou à la frontière d'une phase homogène devenue instable (en raison d'une modification de la température, de la pression ou de sa composition). La nucléation est une étape indispensable à la réalisation de la plupart des transitions de phase (fluide ↔ fluide, solide ↔ solide et fluide → solide).

Cristallogenèse

La cristallogenèse est un processus de formation d'un cristal, soit en milieu naturel, soit de façon synthétique. Elle aboutit à la cristallisation, qui est le passage d'un état désordonné liquide (composé fondu, dissous dans un solvant), gazeux ou solide (verre) à un état ordonné solide. La cristallisation, transition de l'état liquide à l'état solide, concerne aussi le liquide dégénéré qui constitue les naines blanches. Ce phénomène, prédit théoriquement dès les années 1960, a été confirmé par les observations du satellite Gaïa en 2019.

Pression de vapeur

La pression de vapeur est la pression partielle de la vapeur d'un corps présent également sous forme liquide ou solide. Lorsque le système est à l'équilibre (les proportions relatives de gaz et liquide ou solide ne varient pas), la pression de vapeur est dite « saturante ». Lorsque le système est hors équilibre : si la pression de vapeur est inférieure à la pression de vapeur saturante, une portion de liquide ou de solide passe sous forme gazeuse (évaporation, vaporisation ou sublimation) ; si la pression de vapeur est supérieure à la pression de vapeur saturante, une portion de la vapeur passe sous forme liquide ou solide (liquéfaction, condensation).

Afficher plus

Séances de cours associées (64)

Formation de neige: croissance cristalline et précipitations

Explore la formation de cristaux de neige, le transport de vapeur, la formation de nuages et la croissance de cristaux de glace.

Métamorphisme des neiges : processus cinétiques

Explore les processus de métamorphisme cinétique dans la neige, y compris la croissance cristalline, la liaison et les changements de densité.

Snowfall Records et formation de cristaux

Explore les enregistrements de chutes de neige, la formation de cristaux, la composition de l'atmosphère, la pression de vapeur, la formation de nuages et les mécanismes de précipitation.

Métamorphisme des neiges : équilibre vs cinétique

Explore les processus du métamorphisme de la neige, de l'équilibre à la cinétique, affectant la stratification du manteau neigeux et la résistance structurelle.

Flash Drum: Principes et équilibre de masse dans les processus de séparation

Couvre les principes des tambours flash et les bilans de masse et d'énergie impliqués dans les processus de séparation.

Afficher plus

Concepts associés (31)