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| GEOG0635-2 | Introduction à la modélisation en géomorphologie
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| Durée : | 20h Th, 20h Pr |
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| Nombre de crédits : |
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| Nom du professeur : | Aurelia Hubert |
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Langue(s) du cours :
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| Langue française |
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Organisation et évaluation :
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| Enseignement au premier quadrimestre, examen en janvier |
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Contenus du cours :
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| Ce cours recherche à introduire le concept de modélisation, et les différentes approches existant plus particulièrement en géomorphologie dans ce domaine.
Quand il y a plus de deux étudiants inscrit, le cours commence par une introduction générale sur la diversité des modèles existants (modélisation spatiale ou non-spatiale, statique ou dynamique, physique ou statistique, expérimentale ou numérique). Il comprend ensuite deux differents exemples de modélisation étudiés plus en détail:
- un exemple de modélisation analogique visant à mieux comprendre l'évolution morphologique du piémont d'une chaîne de montagnes et les interactions entre processus tectoniques et processus de surface; - un exemple de modélisation numérique des déformations élastiques de la croûte terrestre utilisant la contrainte de Coulomb.
La suite du cours se base ensuite sur le livre de Pelletier J., Quantitative Modeling of Earth Surface Processes. Dans ce cadre la, le cours présente particualièrement 3 chapitres:
-la mise en équation des différents processus du système géomorphologique;
-les modélisations en géomorphologie utilisant l'équation de la diffusion et l'équation d'advection,
-les principes et les limitations des différentes routines d'écoulement. |
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Acquis d'apprentissage (objectifs d'apprentissage) du cours :
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| Le cours théorique vise à sensibiliser aux outils de modélisation en géomorphologie en mettant en évidence son apport essentiel de nos jours, ses limitations, son accessibilité même pour un étudiant n'ayant pas de connaissances en mathématiques et informatique poussées.
Les travaux pratiques visent à acquérir une pratique du processus de modélisation en utilisant en particulier Matlab et Excell pour simuler les problématiques d'une évolution diffusive des versants. D'autres programmes de modélisation sont utilisés en particulier pour travailler sur les changements de contraintes après un séismes (programme Coulomb 3, disponible à l'USGS à la page: http://earthquake.usgs.gov/research/software/). Finalement une analyse de la réponse hydrologique d'un bassin versant à Singapour est effectué en combinant une utilisation avancée d'ArcGIS et une modélisation des flux dans le logiciel SWMM.
Ce cours permet à l'étudiant de réaliser qu'une certaine expertise en modélisation peut s'acquérir relativement rapidement et que la modélisation permet de résoudre des problèmes dans des situations complexes.
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Prérequis et corequis / Modules de cours optionnels recommandés :
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| Bonne formation en sciences de la Terre, en physique, mathématiques, statistique et analyse spatiale. |
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Activités d'apprentissage prévues et méthodes d'enseignement :
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| Diverses méthodes d'apprentissage sont utilisés:
- Cours théorique ex cathedra pour donner une base aux étudiants en modélisation et en illustrant les différents types de modélisation existant. Ce cours sera réduit et remplacé par d'autres activités s'il y a moins de trois étudiants inscrits.
- Séances de 2 à 3 heures de TP visant à acquérir une connaissance pratique informatique de la modélisation en géomorphologie (exemple : érosion par diffusion d'un escarpement de faille modélisé sous Excel et Matlab) et à utliser divers logiciels avec des niveaux de complexité variables.
- Visite du Laboratoire d'Hydraulique des Constructions ArGEnCo, qui leur permet de voir des modèles physiques de barages et de comprendre les problèmes de mise à l'échelle des modèles physiques. |
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Mode d'enseignement (présentiel ; enseignement à distance) :
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| Le cours se déroule en séances de 2-3 heures comprenant aussi l'exposé d'un étudiant, post-doc ou chercheur à l'ULg utilisant la modélisation en géologie ou géomorphologie dans le cadre de ses recherches.
Les séances de TP sont de 3 heures généralement et un rapport écrit est demandé après ces séances. |
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Lectures recommandées ou obligatoires et notes de cours :
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| Ø Fichiers PowerPoint des présentations du cours sont disponibles.
Ø Livres de référence et articles de référence :
o Pelletier J., Quantitative Modeling of Earth Surface Processes
o Graveleau F., Interactions Tectonique, Erosion, Sédimentation dans les avant pays de chaînes : Modélisation analogique et étude des piémonts de l'est du Tian Shan (Asie centrale), Thèse de doctorat de l'Université de Montpellier II
o King J., 2007, Fault Interaction, Earthquake Stress Changes, and the Evolution of Seismicity; Schubert, G. (ed) Treatise on Geophysics. Volume 4. pp. 225-256, Oxford: Elsevier Ltd
o Codilean A.T., Bishop P. and Hoey T.B., Surface process models and the links between tectonics and topography, Progress in Physical Geography 30, 3 (2006) pp. 307-333
o Willgoose G., 2005, Mathematical modelling of whole landscape évolution, Annu. Rev. Earth Planet. Sci. 33:443-59
o Pazzaglia F.J., 2003, Landscape evolution models, Development in quaternary science, vol. 1, DOI:10.1016/S1571-0866(03)01012-1
o Kirkby M.J., 1996, A Role for Theoretical Models in Geomorphology? , The Scientific Nature of Geomorphology, Proceedings of the 27th Binghamton Symposium in Geomorphology held 27-29 September 1996. Edited by Bruce L. Rhoads and Colin E. Thorn, J. Wiley & Sons Ltd. |
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Modalités d'évaluation et critères :
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| L'évaluation se fonde sur le travail effectué de manière active par les étudiants durant les travaux pratiques. Ils rendent un rapport écrit ou un programme fonctionnant. |
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Stage(s) :
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Remarques organisationnelles :
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Contacts :
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| Aurélia Hubert-Ferrari
tél. 04/366 93 95
email : aurelia.ferrari@ulg.ac.be |
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