Directeur de thèse : Sylvain Courrech Du Pont
L’érosion par dissolution est un processus de dégradation et de transformation des reliefs qui façonne une grande variété de paysages. Lorsqu’une pluie atteint une surface solide inclinée, elle peut former un film mince qui s’écoule sous l’effet de la gravité. Le couplage entre cet écoulement, la topographie de la surface et le transport d’espèces dissoutes contrôle la dissolution, ce qui conduit à l’émergence d’une certaine variété de structures géomorphologiques. Pour explorer systématiquement cette diversité de morphologies, nous avons développé un dispositif expérimental où des blocs de caramel servent d’analogues de roches solubles. Les échantillons sont moulés avec des géométries initiales contrôlées puis soumis à une pluie artificielle d’intensité réglable.
Dans un premier temps, nous étudions l’influence de la géométrie initiale et de l’intensité de la pluie sur l’évolution morphologique globale, en nous concentrant sur des formes axisymétriques simples : les cônes et les cylindres. Nos résultats mettent en évidence deux régimes d’évolution distincts. Dans le premier, les cônes s’aplatissent, suivant une évolution autosimilaire. Afin de comprendre cette observation, nous proposons un modèle basé sur la description d’un écoulement de film mince drainé par gravité, dans lequel le transport de soluté est contrôlé par la diffusion dans l’épaisseur du film mince de liquide. Dans le second, les cônes tendent à conserver leur forme au cours d’une évolution stationnaire. Nous tentons d’expliquer cela en proposant un second modèle simple, décrivant la reconstruction du profil de concentration entre deux impacts de gouttes.
Dans un second temps, nous mettons en évidence, sous certaines conditions, l’apparition d’un motif constitué de sillons parallèles s’étendant dans le sens de la pente, appelé karren linéaires. Nous caractérisons la géométrie et la croissance de ce motif sur des blocs initialement parallélépipédiques, et nous identifions des seuils critiques en intensité de pluie et en inclinaison au-delà desquels ces sillons émergent.