Abstract: .La densification du névé en glace est un processus essentiel à comprendre pour interpréter les enregistrements climatiques. Une bonne connaissance des mécanismes permet une datation précise de l'air capturé dans la glace lors de la fermeture des pores. Celle-ci est plus vieille que l'air capturé à cause du transport des gaz dans la colonne de névé plus rapide que la densification de celui-ci. Cette différence d'âge entre la glace et le gaz est généralement appelé le Δage. La densification de la neige consiste en un processus complexe de réarrangement de grains, de frittage et de déformation viscoplastique. Bien que le comportement viscoplastique du cristal de glace soit fortement anisotrope, les modèles de densification actuels ne tiennent pas compte de cette anisotropie. De plus, le caractère granulaire du névé affecte aussi sa densification. La relation entre la fermeture des pores et les mécanismes microstructuraux sous-jacents est encore méconnue. Le but de cette thèse est d'incorporer l'aspect granulaire ainsi que l'anisotropie du cristal de glace dans une approche de modélisation innovante de la densification. Des expériences sur l'indentation viscoplastique de cylindres monocristallins de glace ont été réalisées pour proposer une loi de contact basée sur la théorie de l'indentation, et prenant en compte la déformation préférentielle du cristal de glace sur les plans basaux. Cette loi de contact a été implémentée dans un code utilisant la méthode des éléments discrets pour prédire la densification du névé.La micro-tomographie aux rayons X a été utilisée pour caractériser ex situ le névé polaire en trois dimensions à différentes étapes de la densification (ρ= 0.55-0.88 g/cm3), i.e. pour différentes profondeurs (~23 à 130m). Une étude fine de la fermeture des pores et de différentes caractéristiques morphologiques et physiques a été réalisée pour les sites polaires Dome C et Lock In. Des essais mécaniques ont aussi été réalisés in situ sur du névé extrait de Dome C dans le but de modéliser la densification du névé. Les observations microstructurales des expériences ex situ et in situ révèlent d'importantes différences dues aux vitesses relativement importantes utilisées lors des essais mécaniques. Ces vitesses rapides permettent de découpler la contribution des cinétiques de diffusion de la contribution viscoplastique de la déformation. Les effets de ces contributions sur la morphologie des pores et leurs fermetures sont discutés. Pour caractériser la fermeture des pores, cette thèse propose un indice de connectivité définit par le ratio entre le volume du plus gros pore sur la porosité totale. En effet, cet indice est plus approprié lors de l'utilisation de la tomographie aux rayons X que le ratio de pores fermés pour prédire la densité au close-off.

Abstract: Aims. Photometric monitoring of β Pic in 1981 showed anomalous fluctuations of up to 4% over several days, consistent with foreground material transiting the stellar disk. The subsequent discovery of the gas giant planet β Pic b and the predicted transit of its Hill sphere to within a 0.1 au projected separation of the planet provided an opportunity to search for the transit of a circumplanetary disk (CPD) in this 21 ± 4 Myr-old planetary system. We aim to detect, or put an upper limit on, the density and nature of the material in the circumplanetary environment of the planet via the continuous photometric monitoring of the Hill sphere transit that occurred in 2017 and 2018.Methods. Continuous broadband photometric monitoring of β Pic requires ground-based observatories at multiple longitudes to provide redundancy and to provide triggers for rapid spectroscopic follow-up. These include the dedicated β Pic monitoring bRing observatories in Sutherland and Siding Springs, the ASTEP400 telescope at Concordia, and the space observatories BRITE and the Hubble Space Telescope (HST). We search the combined light curves for evidence of short-period transient events caused by rings as well as for longer-term photometric variability due to diffuse circumplanetary material.Results. We find no photometric event that matches with the event seen in November 1981, and there is no systematic photometric dimming of the star as a function of the Hill sphere radius.Conclusions. We conclude that the 1981 event was not caused by the transit of a CPD around β Pic b. The upper limit on the long-term variability of β Pic places an upper limit of 1.8 × 10^{22 g of dust within the Hill sphere (comparable to the ~100 km radius asteroid 16 Psyche). Circumplanetary material is either condensed into a disk that does not transit β Pic, condensed into a disk with moons that has an obliquity that does not intersect with the path of β Pic behind the Hill sphere, or is below our detection threshold. This is the first time that a dedicated international campaign has mapped the Hill sphere transit of an extrasolar gas giant planet at 10 au.}