Archives 2005-2014
Octobre 2014Vendredi 10 Octobre à 14h00 en Salle Coriolis (Observatoire Midi-Pyrénées)
Marie Labatut Titre:
Apports Continentaux de Fer à l’océan : Approche isotopique– Océan Pacifique Équatorial-
Résumé: Dans l’océan, le cycle du fer joue un rôle essentiel sur notre climat. En effet, le fer est un élément micronutritif indispensable à la croissance phytoplanctonique. Ainsi, des variations d'apports de fer à l’océan peuvent perturber la production primaire, et donc les bilans globaux de carbone. En dépit de son importance, le cycle océanique du fer est toujours très mal connu. Dans le but de mieux le comprendre, j’ai utilisé pendant ma thèse un nouvel outil : les isotopes du fer.
Jury:
Décembre 2013
Vendredi 20 Décembre à 14h00 en Salle Coriolis (Observatoire Midi-Pyrénées)
Joël Sudre Titre:
Circulation submésoéchelle et comportements des prédateurs marins supérieurs : Apport de l’analyse multi-échelles et multi-capteursRésumé:
L’océan est le siège de mouvements complexes à toutes échelles spatiales et temporelles. Au sein d’une circulation moyenne et globale existe une circulation secondaire peuplée de fronts, de méandres, de jets étroits, de tourbillons, que l’on nomme circulation à mésoéchelle. L’observation spatiale permet une description et une évaluation synoptique de cette dynamique à mésoéchelle au moyen de l’altimétrie et la diffusiométrie. Cette évaluation a été le premier objectif de cette thèse et a permis de développer un produit distribué à la communauté
Composition du jury:
Mercredi 18 Décembre à 14h00 en Salle Coriolis (Observatoire Midi-Pyrénées)
Jérôme Lefèvre
Titre:Influence du dégazage volcanique du Vanuatu sur la composition en aérosols et les propriétés nuageuses de la Zone de Convergence du Pacifique Sud : observations et modélisationRésumé:
La Zone de Convection du Pacifique Sud est le siège d’une importante activité volcanique de dégazage continue de SO2 à l’origine de la formation de particules sulfatées. Une étude régionale combinant observations multi-satellites (OMI, CALIOP, MODIS) et modélisation couplant dynamique et chimie atmosphérique (WRF-Chem/GOCART) est conduite de manière à décrire le rôle du dégazage volcanique troposphérique sur la composition atmosphérique en aérosols. Cette approche permet d’identifier des limitations dans les mesures satellites et d’isoler les facteurs contrôlant le budget du soufre et la variabilité spatio-temporelle de l’épaisseur optique des aérosols observée par MODIS. Mais les panaches volcaniques contrôlent également les propriétés physiques de la basse couche nuageuse. Les mesures satellites des nuages (CloudSat et MODIS) révèlent l’augmentation de l’albédo des nuages bas et la réduction de la pluviosité sous l’effet des particules sulfatées. Les variations de l’albédo avec la pollution dépendent des conditions de stabilité et du taux d’humidité dans la zone d’inversion.
Composition du jury:
Novembre 2013Vendredi 29 Novembre à 14h00 en Salle Lyot(Observatoire Midi-Pyrénées)
Rajesh Pandey
Titre:Etude des bassins fluviaux en Inde par TélédétectionRésumé: La télédétection est considérée comme un outil important pour étudier l'hydrologie continentale. Elle est utilisée pour estimer les variations de niveau d'eau dans les rivières, les lacs et les plaines inondables, aussi que pour la cartographie des inondations et des zones humides et le suivi de la variation spatio-temporelle des masses d'eau à l'échelle mondiale. L'objectif de cette thèse est d'analyser l'observation de différents types de missions satellitaires: l'altimétrie radar, l’imagerie et la gravimétrie. L'altimétrie satellitaire est couramment utilisée pour l'estimation des niveaux d’eau des lacs, des rivières, et des zones inondées. L’altimétrie, combinée à des données in situ permet de calculer les débits des rivières, et combinées à de l’imagerie permet de déterminer des variations de volume d’eau dans les zones inondées ou les lacs. Dans cette thèse, l'altimétrie a été utilisée sur les grands fleuves indiens, et a en particulier permis de calculer les débits dans le delta du Gange et du Brahmapoutre dans la baie du Bengale. Par ailleurs nous avons analysé la dynamique des inondations dans le bassin du Gange et plus précisément dans le nord de l’état de Bihār le long de la rivière Kosi (affluent du Gange) en utilisant des données d’imagerie et d’altimétrie combinées. Enfin les observations de la mission gravimétrique GRACE ont également été utilisées pour étudier la variation de stock d’eau dans les bassins du Gange.
Composition du jury:
Jeudi 28 Novembre à 14h00 en Salle Coriolis(Observatoire Midi-Pyrénées)
Swen Jullien
Titre:Interactions océan-atmosphère au sein des cyclones tropicaux du Pacifique Sud : processus et climatologieRésumé: Les interactions océan-atmosphère sont essentielles pour la formation et l'évolution des cyclones tropicaux. La chaleur contenue dans les océans tropicaux est le carburant des cyclones. En retour, les vents extrêmes des cyclones injectent de l'énergie mécanique dans l'océan et modifient sa structure. Un refroidissement de surface est observé sur la trace des cyclones et peut à son tour rétroagir sur l'intensité des cyclones. Les principaux objectifs étaient de comprendre les processus couplés à l'échelle du cyclone et de caractériser la robustesse et l'impact climatique de ces processus sur un grand nombre d'événements et de saisons afin de combler une lacune entre les études de cas et les études climatiques à faible résolution.
L'étude de la réponse océanique aux cyclones et de sa rétroaction a permis de souligner l'importance de la dynamique océanique et atmosphérique et tend à contredire les estimations extrêmes faites précédemment à partir de modèles théoriques simplifiés. L'impact des cyclones sur le climat est probablement surestimé dans les études qui négligent les processus d'advection et la réémergence d'anomalies océaniques en surface durant l'hiver. La rétroaction négative du refroidissement de surface induit par les cyclones est également surestimée dans les études théoriques en raison des fortes hypothèses faites sur les échelles de temps impliquées dans le processus d'intensification des cyclones. De même, la structure océanique à grande et moyenne échelle est souvent négligée (par exemple dans les indices de cyclogenèse), alors qu'elle module fortement les mécanismes de couplage.
Composition du jury:
Samedi 3 Novembre à 15h00 Amphithéatrede l'ISBA, Cotonou, Bénin
Casimir Da-Allada Titre : La salinité de la couche de surface océanique dans l'océan Atlantique tropical:variabilités saisonnière à interannuelle
Résumé: Dans l’océan Atlantique tropical caractérisé par une couche de mélange peu profonde (quelques dizaines de mètres d’épaisseur), la salinité joue avec la température un rôle essentiel dans les échanges océan - atmosphère car elle peut moduler l’épaisseur de cette couche et contribuer ainsi à réguler les échanges entre la surface et les couches plus profonde de l’océan. La salinité de surface est aussi un bon indicateur des flux d’eau douce (atmosphérique ou continentale) à la surface de l’océan. Pour étudier la variabilité de la salinité de surface (SSS) dans l’océan Atlantique tropical aux échelles de temps saisonnières à interannuelles, nous avons utilisé des observations in-situ et satellitaires et des résultats de la modélisation océanique. Nous avons montré que la densité et la qualité des observations disponibles permettent de calculer le bilan de sel dans la couche de mélange dans le bassin Atlantique tropical. Ce bilan de sel de la couche de mélange est beaucoup plus sensible aux courants de surface qu’aux flux d’eau douce. Les mécanismes qui modulent la variabilité de la SSS dans l’Atlantique tropical et plus spécifiquement dans la région du Golfe de Guinée ont été déterminés. Il ressort qu’à l’ouest et au nord-est du bassin tropical, la variabilité saisonnière de la SSS est pilotée par l’advection et les flux d’eau douce alors qu’au centre du bassin, c’est principalement les flux d’eau douce qui contrôlent le bilan de sel. Par contre, dans le Golfe de Guinée, les flux d’eau douce ne jouent pas un grand rôle dans le bilan de sel, le cycle saisonnier de la SSS résultant en un équilibre entre les processus verticaux (advection et diffusion) qui augmentent la SSS et l’advection horizontale qui la diminue. La variabilité interannuelle de la SSS étudiée spécifiquement dans le Golfe de Guinée révèle que, dans les régions nord et équatoriale, les changements de SSS sont dus à des changements des précipitations et d’évaporation et les changements dans les processus océaniques (advection et diffusion verticale). Au sud de ces régions, seuls les changements dans les processus océaniques peuvent expliquer les anomalies de SSS. On a observé une salinisation au nord-est du Golfe de Guinée durant la période 2002-2009 qui résulte d’une diminution des pluies et une augmentation de l’évaporation dans la région. Enfin, nous avons montré que les runoffs ont pour rôle d’amplifier le signal de la SSS et qu’ils ont un impact sur la profondeur de la couche de mélange, les courants de surface et la température de surface de la mer. . Composition du jury:
Octobre 2013Mardi 15 Octobre à 14h00 en Salle Coriolis(Observatoire Midi-Pyrénées)
Audrey Hasson
Titre: Etude diagnostique de la variabilité de la salinité de surface dans l' Ocean Pacifique tropical. Apport des données SMOS
Résumé: La salinité est un paramètre clé de l’océan car elle impacte la dynamique océanique par la densité. Elle est considérée comme une Variable Climatique Essentielle. La distribution du sel dans l’océan est le résultat d’un équilibre subtile entre le forçage de surface (Evaporation moins Précipitation), l’advection horizontale de sel (aux basses et hautes fréquences) et le forçage vertical de sub-surface (entrainement et mélange), chacun de ces termes étant d’égale importance. Même si ces processus sont bien connus de façon qualitative, quantifier l’effet de chacun d’entres eux est un challenge et toujours une question ouverte. Mon travail de thèse a pour but de : a) quantifier les mécanismes responsables de la variabilité de la salinité de surface dans l’Océan Pacifique tropical (principalement aux échelles saisonnières et interannuelles), b) décrire et évaluer les processus à l’origine des variations de salinité de surface pendant l’évènement La Nina de 2010-2011 et c) analyser la formation et la variabilité du noyau de maximum de sel de l’Océan Pacifique subtropical (aux mêmes échelles de temps). Pour se faire, différents jeux de données sont utilisés conjointement : des observations de salinité in situ principalement des bateaux marchands et des profileurs Argo, des données de salinité de surface dérivées du nouveau satellite SMOS ainsi que d’autres produits issus de mesures satellitaires tels que les précipitations, l’évaporation et les courants de surface. Une simulation spécifique d’un modèle forcé est aussi employée.
Composition du jury:
Septembre 2013Vendredi 20 septembre à 10h30 en Salle Coriolis (Observatoire Midi-Pyrénées)
Thomas Flament Titre : Variations de hauteur de la calotte antarctique par altimétrie radar par satellite: amincissement dynamique, vidanges de lacs sous-glaciaires et autres curiosités
Résumé: La calotte polaire Antarctique est une région immense et peu accessible, ce qui ne l'empêche pas d'être partie intégrante du système climatique planétaire. Pour mieux comprendre son fonctionnement et prévoir ses réactions face à un climat qui évolue, les mesures satellites sont des outils précieux. Dans ce travail, nous exploitons l'un de ces capteurs satellites : l'altimètre radar d'Envisat. Cet instrument permet de mesurer la hauteur de la surface de la calotte et, par des mesures répétées dans le temps, son évolution temporelle. A partir de ce jeu de données, nous explorons les changements de volume de la calotte sur une période de 8 ans, entre 2002 et 2010. Cette période est très courte en regard de certains phénomènes agissant sur la calotte mais permet néanmoins de détecter d'importants changements, dûs à des excès de précipitations ou à une accélération de l'écoulement de la glace. Par ailleurs, la densité spatiale et temporelle de l'échantillonnage d'Envisat permet d'observer des événements rapides (quelques mois) et localisés (quelques kilomètres) tels que des vidanges de lacs sous-glaciaires. Ces phénomènes sont encore mal connus et l'altimétrie est un des principaux outils aptes à les observer. La manière dont l'onde radar est réfléchie et rétrodiffusée par la surface de la calotte est un problème complexe, principalement parce que le manteaux neigeux est lui-même changeant et complexe. Dans nos travaux, nous évoquons l'état de l'art de la compréhension des phénomènes impliqués. Nous terminons ces travaux par une ouverture sur les techniques qui permettrons d'avancer dans la compréhension des calottes polaires : nouveaux altimètres, séries de données plus longues, fusion de jeux de données provenant de capteurs différents et complémentarité avec les données in situ. Composition du jury:
MAI 2013Mardi 21 mai à 13h00 en Salle Coriolis (Observatoire Midi-Pyrénées)
Minh Nguyen Titre : Caractéristiques des marées dans le Golf du Tonkin
Résumé: Le golfe du Tonkin, située dans la mer de Chine du Sud, est une zone de fort intérêt écologique, touristique et économique. Améliorer notre connaissance de ses processus hydro-sédimentaires est d'une grande importance pour le développement durable de cette région. L'objectif scientifique de cette étude est de revoir les processus physiques dominants qui caractérisent la dynamique des marées dans le golfe du Tonkin en utilisant un modèle performant et la combinaison de toutes les données disponibles. Une attention particulière est donc accordée à un examen croisé du modèle, des marégraphes et de l'altimétrie en zone côtière, ainsi qu’à l'étalonnage du modèle dérivé d'un ensemble d'expériences de sensibilité aux paramètres. Le bilan d’énergie des marées du golfe (flux d'énergie et de dissipation) est ensuite analysé et ses propriétés de résonance sont évaluées et comparées avec des modèles idéalisés et les observations. Ensuite, la marée résiduelle eulérienne et lagrangienne est évaluée. Enfin, on montre que le mélange de marée ne suffit pas à expliquer les structures frontales observées et associées à des concentrations élevées de chlorophylle. Composition du jury:
MARS 2013Vendredi 22 mars à 15h30 en Salle Coriolis (Observatoire Midi-Pyrénées)
Sandrine Mulet Titre : Apport de la mission gravimétrique GOCE pour l'analyse de la circulation océanique
Résumé: L'altimétrie a révolutionné notre connaissance de la circulation de surface. Cependant, ce système de mesure ne permet pas, à lui seul, d'observer la hauteur absolue de l'océan par rapport à son niveau au repos : le géoïde. Une bonne connaissance du géoïde est alors requise mais elle fait défaut aux courtes longueurs d'ondes. Pour contourner cette difficulté, depuis 20 ans, l'altimétrie est utilisée pour mesurer les anomalies de hauteur de l'océan jusqu'à une dizaine de kilomètres de résolution le long de la trace et avec une précision centimétrique. En parallèle, des missions de gravimétrie spatiale ont été lancées pour améliorer notre connaissance du géoïde. GOCE est la dernière en date et a pour objectif de résoudre le géoïde avec une précision de 1 cm à 100 km de résolution.
Composition du jury:
DECEMBRE 2012Jeudi 20 décembre à 14h00 en Salle Coriolis (Observatoire Midi-Pyrénées)
Mélanie Grenier Titre : Le rôle du Pacifique Tropical Sud-Ouest dans la fertilisation du Pacifique Équatorial : Couplage dynamique et multi-traceurRésumé : Les eaux du Sous-Courant Équatorial (EUC) alimentent le Pacifique Équatorial Central et Est et participent fortement aux caractéristiques des propriétés physiques, géochimiques et nutritives de la langue d’eau froide. Il est par conséquent crucial de comprendre l’origine et les propriétés physiques et géochimiques des sources de l’EUC. C’est l’enjeu de cette étude. Sur la base des résultats physiques et géochimiques obtenus dans le Pacifique Sud-Ouest et Équatorial, apportés par la résolution fine d’une simulation interannuelle d’un modèle de circulation générale océanique et d’un jeu de mesures relativement dense de marqueurs géochimiques, une approche nouvelle est proposée. Cette approche valorise le couplage modèle physique/mesures géochimiques comme un puissant outil pour contraindre les cycles biogéochimiques dans l’océan, jusqu’ici basé sur des quantifications de transport relativement « grossières » et une faible résolution spatiale de données géochimiques.
Pour les plus curieux, un peu plus de détail s’ensuit : Les eaux constituant l’EUC présentent une large gamme de températures et de salinités qui expliquent l’hétérogénéité des propriétés de la langue d’eau froide et participent à la variabilité décennale d’ENSO. Dans ce contexte, nous avons déduit d’un modèle océanique et d’un outil de suivi lagrangien les sources majeures de l’EUC et leurs trajectoires et nous avons quantifié l’évolution de leur transport entre la partie ouest (156°E) et la partie centrale de l’EUC (140°W). Nous nous sommes aussi intéressées à l’évolution des propriétés hydrologiques de ces sources entre 10° N/10°S et l’équateur. Nous avons ainsi pu mettre en évidence l’importance de la contribution des eaux transportées par les courants de bord ouest (WBCs), contribution dominée par les apports issus de la Mer des Salomon.
Au cours de la dernière décennie a été proposée l’hypothèse que le contenu nutritif de la zone High Nutrients – Low Chlorophyll (HNLC) du Pacifique Équatorial Est provient essentiellement des marges continentales de Papouasie Nouvelle-Guinée. Sur une base de circulation bien documentée, grâce à la première partie de cette étude, nous avons vérifié cette hypothèse à l’aide de mesures de traceurs géochimiques in situ, les Eléments Terres Rares, et en particulier la composition isotopique du Nd, qui marquent les origines de la matière continentale présente dans l’eau de mer et aident à quantifier les processus par lesquels elle y parvient. Nous avons ainsi pu souligner un enrichissement progressif des eaux le long des îles du Pacifique tropical sud et un contenu géochimique souvent maximum le long des côtes de PNG. Un apport provenant des côtes d’Amérique Latine est envisagé pour les eaux s’écoulant sous l’EUC. Les résultats obtenus de la mesure des deux traceurs convergent vers l’hypothèse que le principal processus d’apport géochimique est la dissolution de matériel sédimentaire lors du contact des masses d’eau le long des côtes. Leurs évolutions suggèrent cependant une perte de matériel dissous vers la marge sédimentaire par adsorption sur les particules, très abondantes à l’embouchure des fleuves.
Le couplage du traceur virtuel – les trajectoires modélisées – et du traceur réel – les éléments géochimiques – a permis de quantifier les flux géochimiques des eaux alimentant l’EUC, et ainsi la zone HNLC. Par ce couplage, nous avons pu déterminer les zones d’enrichissement des couches supérieures et inférieures de la thermocline transitant par les WBCs sud, entre leurs régions de subduction et l’amont de l’EUC. Si les eaux de la thermocline supérieure semblent s’enrichir principalement le long des côtes des îles du Pacifique tropical sud, celles de la thermocline inférieure bénéficieraient en plus d’un fort apport le long des côtes de PNG, très favorable pour une éventuelle réalimentation de la zone HNLC.
Mots-clé : Sources du Sous-Courant Équatorial ; Modèle océanique ¼° ; Approche lagrangienne quantitative ; Enrichissement géochimique ; Eléments Terres Rares ; Composition isotopique de Néodyme ; Couplage physique/géochimique ; Quantification des flux d’échanges.
_______________________________Lundi 17 décembre à 14h00 en Salle Coriolis (Observatoire Midi-Pyrénées)
Christine LION Titre: Simulation des données haute résolution de la mission Surface Water and Ocean Topography (SWOT) et applications à l'étude de l'estuaire de l'Amazone
|
Mardi 12 jullet à 10h en salle Coriolis (Observatoire Midi-Pyrénées)Elodie GUTKNECHT Directeur de Thèse : Isabelle Dadou (LEGOS, Toulouse, Équipe Dynamique Physique / Biogéochimie Marine) Sujet :Les Interactions côte-large dans le système de l’upwelling du Benguela par modélisation couplée physique/biogéochimique Résumé : Le principal objectif de cette thèse est d’étudier les interactions entre l’océan côtier et l’océan ouvert dans la zone de l’upwelling du Benguela, située au large des côtes d’Afrique du Sud et de Namibie, à l’aide d’un outil numérique et de données satellites et in-situ. Un modèle biogéochimique adapté à la zone d’étude (BioBUS ; Biogeochemical model for the Benguela Upwelling System), prenant en compte les processus caractéristiques des systèmes d’upwelling de bord Est et des zones de minimum d’oxygène associées a été développé, puis couplé au modèle hydrodynamique ROMS, afin de mettre au point une configuration réaliste centrée sur le système de l’upwelling de Namibie (sous-système Nord du Benguela), zone d’étude de cette thèse. Ces travaux de thèse ont permis d’améliorer notre compréhension des systèmes d’upwelling de bord Est (EBUS), notamment leurs impacts locaux et régionaux, ainsi que les couplages physiques/biogéochimiques dans ces systèmes. A l’issue de ces travaux de thèse, les apports d’azote depuis la zone de l’upwelling vers le gyre oligotrophe de l’océan Atlantique Sud ont été estimés (0.18 molN.m-2.yr-1) et sont comparables aux autres sources d’azote possibles de soutenir la production primaire dans le gyre subtropical (de 0.002 à 0.24 molN.m-2.yr-1). Les pertes d’azote par dénitrification et anammox liées à la zone de minimum d’oxygène (8 108 molN.yr-1) sont équivalentes aux pertes par émission de N2O vers l’atmosphère (7.5 108 molN.yr-1). Les flux de N2O à l’interface océan-atmosphère dans cette région sont clairement significatifs pour le budget atmosphérique de N2O. En effet, même si la surface de la zone ne représente pas plus de 1.2% des EBUS, ces émissions de N2O contribuent à 4% des émissions de N2O dans les EBUS. Enfin, ces travaux de thèse montrent l’importance des processus à mésoéchelle dans le transport total d’azote au large du plateau continental Namibien, et confirment le rôle inhibiteur de la mésoéchelle sur la production primaire dans les EBUS.
Composition du jury : Andreas Oschlies (IFM-GEOMAR, Allemange) : rapporteur Marion Gehlen (LSCE, Gif-sur-Yvette) : rapporteur Eric Machu (LPO, Brest) : examinateur Juliette Lambin (CNES, Toulouse) : examinateur Isabelle Dadou (LEGOS, Toulouse) : directeur de thèse Nick Hall (LEGOS, Toulouse) : président du jury
|
JANVIER 2011 |
Lundi 24 janvier à 14h en salle Coriolis (Observatoire Midi-Pyrénées)Amandine RADIC Directeur de Thèse : François Lacan (LEGOS, équipe GEOMAR) Sujet :Les Isotopes du Fer dans l'eau de mer : un Nouveau Traceur de la Biogeochimie Oceanique Résumé : Le fer, qui constitue un élément essentiel pour la croissance du phytoplancton en milieu marin, est impliqué dans le cycle du carbone de la planète. Pourtant, son cycle biogéochimique est encore très mal connu. Les deux principales sources de fer à l’océan ouvert de surface, les poussières atmosphériques et les sédiments des marges continentales, présentent des compositions isotopiques de fer très contrastées. Les isotopes du fer ont donc été pressentis comme un traceur prometteur de ces sources. De plus, ils pourraient nous permettre de clarifier les échanges entre les différentes formes physico-chimiques sous lesquelles le fer est présent dans la colonne d’eau. Mon travail de thèse a commencé avec le développement d'une méthode pour mesurer les isotopes du fer dissous dans l’océan, mesure encore jamais réalisée et qui relevait d’un réel défi analytique. Cette méthode a permis d’obtenir les premières données de compositions isotopiques de fer dissous dans l’océan. Nous avons également documenté pour la première fois les compositions isotopiques des particules en suspension dans l'océan. L’analyse des résultats de ces deux fractions montre des variations systématiques et significatives de compositions isotopiques, dont les valeurs de d56Fe sont comprises entre 0.71 et +0.58‰ avec une précision de ±0.08‰ (2s), les plus grandes variations étant observées dans la phase dissoute. A travers des régions étudiées très contrastées, des tendances cohérentes ont permis de dégager des premières interprétations sur le cycle des isotopes du fer dans l’océan. En dessous de la couche de surface et loin des sources, le d56Fe semble se conserver sur des grandes distances au sein d’une même masse d’eau. Les fractionnements isotopiques associés à l’activité phytoplanctonique, à la reminéralisation ainsi qu’aux échanges par sorption-désorption dans la colonne d'eau semblent de faible amplitude. Alors qu'on supposait jusqu'à présent que le principal mécanisme sédimentaire délivrant du fer dans l'océan était la dissolution par réduction bactérienne, nos résultats soulignent l’importance d’un autre processus sédimentaire : une dissolution non-réductrice de sédiments dans l’eau de mer, générant des signatures isotopiques légèrement alourdies dans la phase dissoute. Enfin l’étude couplée des compositions isotopiques dans la phase dissoute et particulaire souligne la forte interaction qui existe entre ces deux phases. Ainsi les isotopes du fer dans la colonne d’eau constituent un nouvel outil aujourd’hui incontournable pour l’étude du cycle du fer dans l’océan.
Composition du Jury :
|
DECEMBRE 2010 |
Vendredi 17 décembre à 10h30 en salle Pyrénées (Observatoire Midi-Pyrénées)Julien BOUCHAREL Directeurs de Thèse : Yves du Penhoat (LEGOS, équipe ECOLA) et Bernard Garel (IMT/UPS) Sujet : Interaction des modes de variabilité climatique dans l'océan Pacifique tropical Résumé : Dans cette thèse, nous nous sommes consacrés au problème d’interaction d’échelles selon deux angles distincts : d’une part une approche globale et grande échelle du système climatique qui nous a permis d’étudier la modulation basse fréquence d’ENSO, d’autre part une démarche plus locale au cours de laquelle nous avons étudié plus particulièrement la dynamique du Pacifique tropical est et du système de courants de Humboldt au large du Pérou.
La première partie a été motivée par une approche relativement récente dans la communauté des climatologues. Il s’agit de la question cruciale de la variabilité basse fréquence d’ENSO, et de la possibilité que celle-ci puisse émerger « simplement » du système climatique tropical, sans action extérieure qu’elle soit stochastique ou en lien avec la variabilité des plus hautes latitudes Dans ce contexte particulier, il est alors question de mécanismes non linéaires pour expliquer comment la stabilité d’ENSO peut être influencée par la variabilité climatique. Nous avons ainsi abordé la possibilité qu’ENSO pouvait être rectifié sur des échelles de temps longues (interdécennales) par la modulation de la nonlinéarité elle-même. Pour cela, nous avons utilisé des méthodes mathématiques originales qui nous ont permis d’une part de détecter des changements brusques (statistiquement significatifs) de l’état moyen du Pacifique tropical et d’autre part d’accéder à un proxy de la nonlinéarité intégrée dans le système tropical. En combinant ces deux démarches, nous avons pu mettre en évidence une boucle de rétroaction sur des échelles de temps longues,pilotée par des mécanismes nonlinéaires qui auraient la capacité de faire interférer diverses échelles temporelles et ainsi de transférer l’énergie des basses fréquences (état moyen du pacifique tropical) vers les hautes fréquences (oscillation australe) et vice-versa. Dans la seconde partie de cette thèse nous nous sommes focalisés sur la modélisation climatique du Pacifique tropical oriental. En effet, cette région, pourtant au cœur des préoccupations de la communauté scientifique en raison de son écosystème parmi les plus productifs de la planète, reste mal connue du point de vue des processus océanographiques et climatiques. En particulier, les modèles climatiques globaux présentent de sérieux biais dans cette région en terme d’état climatologique moyen. Nous avons testé, dans une approche de modélisation haute résolution, différentes sources possibles de ces biais : les caractéristiques bathymétriques des îles Galápagos (mal représentées dans les modèles globaux) capables de par leur position stratégique de modifier la circulation régionale moyenne et donc le bilan thermodynamique; ou alors les processus associés aux mélanges turbulents (et par extension les processus nonlinéaires) capables également d’influer sur la circulation moyenne de la région. Pour ce faire, nous avons procédé à des expériences de sensibilité qui nous ont permis d’une part de relativiser le rôle de l’archipel des Galápagos comme source de biais et d’autre part de mettre en exergue le rôle de la variabilité intra-saisonnière dans la rectification de l’état moyen du Pacifique tropical est. Composition du Jury :
|
Lundi 6 décembre à 10h30 en salle Coriolis (Observatoire Midi-Pyrénées)William LLOVEL Directeur de Thèse : Anny Cazenave (LEGOS, équipe GOHS) Sujet : Hausse du niveau de la mer et impact du changement climatique global Résumé : Au cours du XXème siècle, les enregistrements marégraphiques suggèrent une hausse du niveau de la mer de 1.8 mm/an. Plus récemment, les observations spatiales indiquent une hausse moyenne globale de 3.3 mm/an sur la période altimétrique totale (1993-2010). Cette augmentation au cours du temps est attribuée au réchauffement global de la planète enregistré depuis plusieurs années maintenant. Durant cette thèse, nous analysons les observations et les causes de la hausse moyenne globale du niveau de la mer sur la période altimétrique totale en terme de tendance et de variabilité interannuelle. Pour les échelles de temps interannuelles, les variations du niveau des mers peuvent être expliquées par la contribution de l’expansion thermique des océans et de la salinité (appelée composante stérique) et la contribution de la fonte des glaces continentales (glaciers et calottes polaires). Les variations des stocks d’eau dans les bassins fluviaux peuvent aussi jouer un rôle. Pour les années récentes, 2002-2009, nous estimons les variations stériques du niveau de la mer grâce aux données du projet international Argo et, les variations de masse des océans liés aux apports d’eau des continents à l’aide des mesures de la mission de gravimétrie spatiale GRACE. Dans une deuxième partie, nous étudions les variations régionales du niveau de la mer. Nous établissons dans un premier temps, les causes de la variabilité régionale du niveau de la mer (principalement le réchauffement non uniforme de l’océan) et nous interprétons le signal résiduel issu de la différence entre le niveau de la mer observé et l’expansion thermique des océans. Nous étudions ensuite les variations passées des structures régionales du niveau de la mer sur les dernières décennies (1950-2003). Le but est de reconstruire les variations passées du niveau de la mer en 2 dimensions (variabilité géographique) et ainsi d’avoir une connaissance plus approfondie de l’évolution régionale du niveau moyen des mers. Ce travail a pour objectif ultime de contraindre les modèles climatiques couplés utilisés dans les rapports de l’IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change)- pour ‘prédire’ l’évolution future du niveau de la mer au cours du 21ème siècle. Le principe de cette étude repose sur une méthode statistique combinant des données de marégraphes historiques (séries temporelles longues et avec une couverture inhomogène) avec des données globales telles que les données altimétriques ou les sorties de modèles numériques d’océan (séries temporelles plus courtes mais couverture spatiale plus globale). Nous observons des différences entre les variabilités régionales (ou structures spatiales) sur la période 1950-2000 avec celles des 17 dernières années (observées par altimétrie spatiale). De plus, cette analyse nous permet de détecter un signal basse fréquence dans la variabilité régionale du niveau de la mer que nous observons non seulement dans les données in situ mais aussi dans les modèles climatiques couplés. Composition du Jury : |
JUIN 2010 |
||
Mardi 15 juin à 11h en salle Coriolis (Observatoire Midi-Pyrénées)Vincent ROSSI Directeurs de thèse : Véronique Garçon (LEGOS) & Yves Morel (SHOM) Sujet : Influence des processus physiques à mésoéchelle sur l'écosystème planctonique : application aux zones d'Upwelling de Bord Est Résumé : Les objectifs de cette étude étaient multiples mais centrés autour d’une thématique générale : l’influence des processus physiques à mésoéchelle sur l’écosystème régional dans les upwellings côtiers. Différentes approches ont été utilisées pour aborder les nombreux mécanismes impliqués. Dans un premier temps, l’analyse des données in-situ provenant de la campagne MOUTON 2007 nous a permis d’étudier les origines de la grande variabilité biogéochimique de l’upwelling de la péninsule Ibérique (IPUS), fortement liée à son environnement physique. Trois sous-provinces biogéochimiques ont ainsi été identifiées sur la façade Ibérique : l’upwelling le plus intense est observé au nord de la zone, où une population dominée par des diatomées se développe grâce à des forts apports de nutriments par les eaux upwellées d’origine subpolaire. La zone sud est quant à elle caractérisée par de moindres concentrations de nutriments (eau d’origine subtropicale) et un écosystème contrasté, essentiellement composé de dinoflagellés et cyanobactéries coexistant avec des biomasses significatives de zooplancton. Le système central, influencé en surface par le nord et en subsurface par le sud, est une zone hétérogène où de nombreuses structures à mésoéchelle sont observées. Dans cette zone la productivité biologique est localement renforcée par d’intenses processus de reminéralisation et de remise en suspension de nutriments à l’interface du sédiment. L’étude du gradient côte-large révèle un écosystème fortement influencé par les phases successives d'upwelling. La zone côtière est caractérisée par une communauté d'algues vertes contrôlées par un fort broutage du microzooplancton. Puis au dessus du plateau, des diatomées et dinoflagellés coexistent. Plus au large, des cyanobactéries et prochlorophytes dominent les communautés et présentent des concentrations plus importantes que l’écosystème de l’océan ouvert. Par ailleurs, nous avons observé sur une de ces radiales Est-Ouest un front secondaire d’upwelling localisé au niveau de la marge continentale. Il a été démontré grâce à un modèle numérique simple en 2D que ce front secondaire est lié à l’advection vers la côte, par la circulation transverse liée à l’upwelling, de colonnes d’eau du bassin sur le plateau créant une anomalie de vorticité potentielle (VP) négative. Après mise en équilibre géostrophique, ceci génère un bombement des isopycnes supérieures expliquant le front d’upwelling secondaire. La sensibilité de ce phénomène à plusieurs paramètres a été étudiée et nous présenterons ici l'effet du frottement sur le fond. Cette étude a permis également de documenter les circulations océaniques complexes de marge continentale forcées par le vent. L’upwelling côtier de la Péninsule Ibérique est enfin caractérisé par une forte production côtière exportée vers le large au sein de structures à mésoéchelle, tel le filament qui a été étudié pendant la campagne. Les propriétés biogéochimiques transportées en son coeur révèlent un écosystème très dynamique. Nous avons également estimé le transport côte-large induit par le filament et progressé sur la compréhension de sa structure physique en nous basant sur les données puis sur des simulations numériques. Une comparaison des 4 zones d’upwelling de bord Est (UBE) est ensuite présentée. Celle-ci se base sur l’étude de l’activité de mélange de l’océan de surface et l’export des masses d’eau upwellées en lien avec l’activité biologique. Nous utilisons pour cela des données satellites et un outil lagrangien (Exposants de Lyapunov à taille finie : Finite Size Lyapunov Exponents- FSLE). Les quatre zones ont été divisées en deux sous-systèmes séparés latitudinalement. Ils sont caractérisés par une intensité moyenne du mélange et des concentrations en chlorophylle bien distinctes. Nous mettons en évidence une relation négative entre le mélange horizontal de surface et les concentrations en chlorophylle dans les quatre zones. Nous interprétons ces résultats par une diminution des vitesses verticales d’upwelling et une perte latérale de nutriments induits par les tourbillons à mésoéchelle. Cet effet inhibiteur de la turbulence à mésoéchelle sur l’écosystème planctonique est très significatif à la côte et diminue lorsqu’on se déplace vers l’océan ouvert. La turbulence horizontale induite par les tourbillons a ainsi un effet inhibiteur sur la production biologique des upwellings côtiers, alors qu’un effet positif existe dans l’océan ouvert. L’ensemble de ces résultats a permis de progresser sur notre compréhension des liens existants entre processus physiques à mésoéchelle et écosystèmes planctoniques dans les zones d'upwelling. Mots clés : Upwelling de bord Est ; Processus à Mésoéchelle ; Phytoplancton ; Tourbillons ; Filaments ; Exposants de Lyapunov ; Vorticité Potentielle ; Campagne Océanographique ; Modélisation Couplée. Composition du Jury : |
||
MARS 2010 |
||
Lundi 22 mars à 10h en salle Coriolis (Observatoire Midi-Pyrénées)Yoann LE BARS Directeur de thèse : Florent Lyard (LEGOS) Sujet : Modélisation de la dynamique océanique barotrope dans l’estuaire et le plateau amazoniens Résumé : À la frontière entre les continents et les océans, les marges continentales sont le siège de la grande majorité des apports de matière – dissoutes et solides, organiques et inorganiques – d’origine continentale vers l’océan. Elles sont aussi directement en contact avec les masses d’eau océaniques qui échangent de la matière et des éléments avec ces marges. L’érosion et le transport par les rivières étant une des sources essentielles des éléments chimiques à l’océan, la remise en suspension de matériel sédimenté et les forts mélanges d’eau favorisent les transferts de matière du continent vers l’océan. Le projet Amandes a pour objectif l’étude de ces échanges entre continents et océans, en étudiant le cas particulier du transport d’éléments en provenance des montagnes andines vers l’océan Atlantique par le système amazonien. Trois disciplines complémentaires – géochimie continentale et marine, océanographie physique et modélisation hydrodynamique (incluant l’assimilation de données) – sont associées pour atteindre ces objectifs. Parmi les modèles de la zone existants, aucun ne répond aux besoins du projet Amandes. Cette thèse a consisté à établir un nouveau modèle, qui permettra d’explorer en profondeur le problème du transport, c’est-à-dire le déplacement de toute la colonne d’eau et ce qu’elle contient, par exemple des sédiments. Cependant, établir un nouveau modèle hydrodynamique dans le but d’étudier le transport de matériaux par le fleuve Amazone dans l’océan Atlantique était un sujet trop ambitieux pour une seule thèse. En conséquence, nous nous sommes attachés à établir les bases d’un modèle qui sera étendu par la suite. Pour répondre à ses besoins de modélisation, le projet Amandes a opté pour le modèle à grilles non-structurées T-UGOm. L’avantage des grilles non-structurées est leur grande souplesse, qui leur permet de s’adapter finement aux spécificités géographiques de la zone modélisée. Dans le cas de l’estuaire de l’Amazone, où la géographie peut être complexe, cette particularité est un avantage critique. Pour appliquer T-UGOm au cas de l’Amazone, il a fallu préciser certains schémas numériques. Également, l’estuaire étant une zone de fortes marées, avec des fonds de faibles profondeurs sur de grandes étendues et soumise à de forts courants, le frottement de fond a une influence primordiale. Nous avons donc apporté un effort important pour affiner la prise en compte de ce frottement par le modèle. D’autre part, tant la faiblesse des fonds marin que la complexité de la géographie induisent également une forte influence du trait de côtes et de la bathymétrie. En conséquence, une part importante des efforts a été dédiée à établir un trait de côtes et une bathymétrie de la zone aussi précis que possible. La marée étant le phénomène hydrodynamique de plus forte amplitude dans la zone, nous nous sommes focalisés sur sa modélisation. Les développements évoqués précédemment ont permis, lorsque l’on compare notre meilleure solution de marée avec les données in situ et satellites, d’améliorer sensiblement la modélisation de la marée. En comparant notre meilleure solution avec celles déjà publiées, celle-ci est plus proche des données collectées. Ceci ouvre la voie à une modélisation hydrodynamique plus complète, en particulier du transport. Mots clés : Plateau amazonien ; Amandes ; marée ; hydrodynamique ; grille non-structurée ; éléments finis ; frottement de fond ; bathymétrie ; trait de côtes ; T-UGOm Composition du Jury : |
||
DECEMBRE 2009 |
||
Lundi 14 décembre à 14h - salle de la Rotonde (délégation CNRS Midi-Pyrénées)Ali BEL MADANI Directeurs de thèse : Boris Dewitte (LEGOS), Vincent Echevin (LOCEAN) Sujet : Impact du changement climatique dans le Système de Courant de Humboldt simulé par un modèle régional océanique Résumé : « Comment le changement climatique simulé par les modèles couplés complexes de la génération actuelle est-il susceptible d’influencer le système d’upwelling du Pérou-Chili?» est la question centrale à la fois de cette thèse de doctorat et des projets PCCC (Peru-Chile Climate Change) et PEPS (Peru Ecosystem Projection Scenarios). Grâce à une approche de downscaling (descente d’échelle) dynamique réalisé avec le modèle ROMS (Regional Oceanic Modelling System) pour une configuration au 1/6° de type eddy-resolving (cad qui permet de représenter les tourbillons mésoéchelle), nous espérons comprendre les processus qui vont contrôler les changements futurs de la circulation océanique dans cette région influencée par ENSO (El Niño-Oscillation Australe). Une étude des mécanismes physiques qui contrôlent la variabilité de type ENSO dans les simulations PI (pré-industrielles) réalisées avec les CGCMs (Modèles Couplés de Circulation Générale) de l’ensemble multi-modèle du WCRP-CMIP3 (les « modèles du GIEC ») permet d’identifier les modèles les plus réalistes en termes de variabilité équatoriale. Elle est basée sur l’utilisation d’un modèle couplé intermédiaire du Pacifique tropical avec une stratification moyenne et un forçage de vent prescrits, afin de pouvoir dériver explicitement les termes d’advection du bilan de chaleur de la couche de mélange, et classifier les modèles en fonction de leur processus ENSO dominant: zonal advective feedback ou thermocline feedback. Les modèles au feedback hybride comme dans les observations représentent le mieux les processus couplés qui contrôlent la variabilité de la TSM, et devraient donc fournir les prédictions les plus fiables en ce qui concerne l’évolution d’ENSO avec le réchauffement global. Parmi eux, deux CGCMs (IPSL-CM4 et INGV-ECHAM4) reproduisent le mieux la température et les courants moyens à la frontière Ouest du domaine du Pérou-Chili (100°W) et sont donc retenus pour les expériences de downscaling sur la région du HCS (Système de Courant de Humboldt). Par ailleurs, une simulation régionale de contrôle est réalisée avec des conditions aux frontières (réanalyse globale ORCA05 ½°) et un forçage atmosphérique (vents du satellite ERS et flux de la réanalyse atmosphérique globale ERA-40) réalistes sur la période 1992-2000. Cette simulation sert de référence pour les simulations de changement climatique régional: elle permet notamment de documenter l’impact des ondes de Kelvin équatoriales intrasaisonnières sur la variabilité près de la côte, et illustrer ainsi l’importance du forçage à distance d’origine équatoriale pour la dynamique régionale du HCS. Nos résultats montrent que la latitude critique du modèle est sensiblement plus haute que celle prédite par la théorie linéaire et souligne ainsi l’importance des non-linéarités associées à la présence du plateau continental. Des expériences de downscaling sont en cours dans le cadre des projets PCCC et PEPS, dans le but d’évaluer les changements futurs de la dynamique régionale. En désaccord avec certaines théories récentes prédisant une augmentation de l’upwelling côtier au large du Pérou, l’intense réchauffement induit par le forçage radiatif pourrait réduire l’intensité de l’upwelling côtier et amplifier l’activité mésoéchelle, qui sont susceptibles d’avoir un impact négatif sur la production primaire et sur le recrutement de petits poissons pélagiques. Mots clés : Pérou-Chili, upwelling côtier, ENSO, ondes de Kelvin, ondes piégées à la côte, changement climatique, GIEC, modélisation régionale, ROMS Composition du Jury : |
||
Mardi 8 décembre à 14h - salle CoriolisSylvain BIANCAMARIA Directeurs de thèse : Nelly Mognard, Jean-François Créteaux, Paul Bates Sujet : Etude du cycle hydrologique des régions boréales et apports de l’altimétrie à large fauchée Résumé : Les régions boréales seront les plus affectées par le réchauffement climatique, c’est pourquoi cette thèse s’est intéressée à l’étude du cycle hydrologique de ces régions. Une nouvelle méthodologie d’extraction du volume de neige à partir de données radiométriques sur l’ensemble des régions boréales a été validée et a permis de montrer une différence de comportement entre le volume de neige de l’Eurasie et celui de l’Amérique du Nord. L’étude des variations de volume des eaux de surface des régions arctiques est par contre plus difficile à estimer avec les données satellitaires actuelles. C’est pourquoi un nouveau projet de satellite, la mission SWOT (Surface Water and Ocean Topography), a été proposé qui vise à fournir des cartes de hauteurs d’eau sur l’ensemble du globe. L’apport de cette mission à l’étude des régions arctiques a été estimé en implémentant une modélisation de l’Ob inférieur, fleuve de l’Ouest sibérien, en couplant un modèle hydrologique à grande échelle et un modèle hydrodynamique d’inondations. En ajustant certains paramètres de ces modèles, il a été possible d’obtenir une modélisation réaliste du débit et des hauteurs d’eau du fleuve. L’utilisation d’un lisseur de Kalman d’ensemble local a permis de montrer que les données SWOT devraient permettre de réduire significativement (de plus de 50%) les erreurs de modélisation. L’intérêt de la mission pour l’observation du débit de l’ensemble des rivières a aussi été estimé en se basant sur un bilan d’erreur préliminaire. L’utilisation de courbes de tarage, ainsi que la prise en compte des erreurs de mesure SWOT ont permis de montrer que ces nouvelles données devraient permettre d’estimer un débit moyen avec une erreur inférieure à 30% pour toutes les rivières ayant une profondeur de plus de 1 m. D’autre part, Il a été montré que l’erreur sur l’estimation du débit mensuel due seulement à l’échantillonnage temporel de SWOT diminue avec l’aire drainée et que pour une aire drainée supérieure à 6 900 km2, cette erreur devrait être inférieure à 20%. Enfin, une méthodologie simple a permis de calculer que la variation annuelle totale du volume de l’ensemble des lacs est de l’ordre de 9 000 km3. Les données spatiales actuelles ne peuvent pas en observer plus de 15%. Selon notre estimation, SWOT quant à lui devrait pouvoir mesurer entre 50% et 65% de cette variation de volume. Mots clés : Arctique, cycle hydrologique, neige, modélisation, ISBA, LISFLOOD, assimilation de données, rivière, débit, lac, variation de volume, altimétrie à large fauchée, SWOT, bilan d’erreur Composition du Jury : |
||
NOVEMBRE 2009 |
||
vendredi 20 novembre - 10h30 - salle CoriolisSoazig PAROUTY Directrice de thèse : Frédérique Rémy Sujet : Interprétation des séries temporelles altimétriques sur la calotte polaire Antarctique Résumé : L'Antarctique est un vaste continent recouvert d'une couche de glace de plusieurs kilomètres d'épaisseur. En raison de son isolement, au coeur de l'océan austral, et de la rigueur du climat qui y règne, les observations de terrain manquent et de nombreuses inconnues subsistent encore de nos jours. Seules la télédétection et la modélisation permettent d’avoir une vision globale du continent. Ainsi, les caractéristiques des premiers centimètres de neige sous la surface sont relativement mal connues. Or ces propriétés (taille des grains, stratification, rugosité, etc...) contrôlent les processus de réflexions et diffusions des ondes radar, notamment de l’altimètre au sein du manteau neigeux. Il est donc primordial de comprendre comment, lorsque les propriétés du manteau neigeux changent, le signal altimétrique est affecté. De l'exactitude de cette interprétation dépend la précision du bilan de masse de la calotte polaire Antarctique établi par altimétrie. Les paramètres de surface étant mal connus, nous nous intéressons aux mécanismes susceptibles d'agir sur l'état de la neige en proche surface, à savoir l'apport de précipitations neigeuses, les températures ou encore les vents estimés par des réanalyses de modèles atmosphériques. Ces derniers semblent avoir une influence majeure, et l'essentiel du travail de thèse s'attache à comprendre l'influence des variations de vent de surface sur l’état de la surface, et donc sur le signal altimétrique. L’objectif est double: mieux appréhender la mesure altimétrique d’une part et restituer les paramètres météorologiques d’autre part. Nous montrons que cette influence n'est pas homogène à l'échelle du continent Antarctique, et mettons en évidence deux régions principales pour lesquelles les relations entre variations de vent et variations du signal altimétriques sont nettement distinctes. Nous expliquons l'existence de ces deux régions par des types de surface différents. Ce travail présente une première approche dans la compréhension de l'impact des phénomènes météorologiques sur l'état de la surface en Antarctique, ce qui se répercute dans les variations temporelles du signal altimétrique. Mots clés : Antarctique, altimétrie, modèles météorologiques, rugosité, vents catabatiques, climatComposition du Jury : |
||
DECEMBRE 2008 |
||
Jeudi 11 décembre - 14h - Salle Coriolis (OMP)Lionel RENAULT Directeurs de thèse : Dewitte Boris, du Penhoat Yves, Echevin Vincent Sujet : Impact des Jets côtiers atmosphériques sur le système de courants de Humboldt Résumé : L'objectif de cette thèse est l'étude de l'impact de Jets côtiers atmosphériques sur l'upwelling du Système de Courants de Humboldt. Une double approche est utilisée: la première consiste à étudier les circulations Atmosphérique et Océanique ainsi que les interactions Océan-Atmosphère à partir des observations, tandis que la seconde a pour but de modéliser ces circulations de manière réaliste à l'aide de modèles régionaux numériques (ROMS pour l'océan et WRF pour l'atmosphère). Les résultats obtenus suggèrent qu'il existe différents Jets Atmosphériques côtiers le long de la côte Chilienne et Péruvienne. Pour certaines gammes de fréquences, ils contrôlent la variabilité des upwellings du Chili et du Pérou. Un bilan de chaleur de la couche de mélange au niveau du Chili Central permet d'identifier les principaux mécanismes qui contrôlent la réponse océanique. Nous montrons aussi, que la côte Péruvienne est sous l'influence à la fois du forçage atmosphérique local, mais aussi de la variabilité équatoriale via les ondes de Kelvin piégées à la côte Sud-Americaine. Le modèle régional atmosphérique reproduit avec réalisme les Jets Côtiers tant au niveau du Chili que au niveau du Pérou. Les simulations océaniques, elles, reproduisent de manière réaliste la réponse océanique aux Jets Côtiers du Chili Central. Un bilan de chaleur de la couche de mélange permet d'étudier quels sont les mécanismes qui la contrôlent dans le modèle. Enfin, nous montrons que les modèles régionaux présentent une sensibilité à la résolution spatiale des modèles atmosphérique et océanique. En particulier, au niveau de la côte, le comportement des vents dans le modèle atmosphérique dépend de la résolution spatiale du modèle. De cause à effet, la réponse océanique va être différente d'un forçage basse résolution à un forçage plus haute résolutions. Nos résultats soulignent la compléxité du système océan-atmosphère dans le Système de Courants de Humboldt et mettent en relief la sensibilité des modèles régionaux au forçage et à la résolution spatiale adoptée. Mots clés : Système de Courants de Humboldt, Systèmes de Bord Est, Jets atmosphériques côtiers, Interactions Océan-Atmosphère, Upwellings, Modélisation Régionale, Modélisation Océanique, Modélisation Atmosphérique, Ondes de Kelvin Equatoriales, Pérou-Chili |
||
Vendredi 5 décembre - 10h - Salle Coriolis (OMP)Christelle BOSC Directeur de thèse : Thierry Delcroix (LEGOS) Sujet : Variabilité du volume d’eau chaude et de la couche barrière de sel dans l’océan Pacifique équatorial à l’échelle interannuelle (ENSO) Résumé : Le Pacifique Equatorial est une région clé pour l’étude du phénomène climatique El Niño Oscillation Australe qui joue un rôle essentiel sur la variabilité du climat à l’échelle globale. L’objectif de cette thèse est d’étudier, d’une part le rôle des ondes équatoriales sur le mécanisme de Recharge-Décharge d’ENSO et d’autre part, d’observer et comprendre l’impact des couches barrières de sel susceptibles d’influencer ENSO. Le mécanisme de Recharge-Décharge de la bande équatoriale (5°N-5°S) est analysé sur la période 2000-2007 à l’aide de données altimétriques. Les variations de volume d’eaux chaudes qui rechargent ou déchargent la bande équatoriale sont bien représentées par les transports méridiens de masse. Les ondes équatoriales de Rossby, premier mode méridien premier mode barocline, jouent un rôle important sur la partie géostrophique de ces transports. Une classification des évènements El Niño est également effectuée à l’aide des variations de volume d’eau chaude. L’étude de la structure thermohaline de la warm pool bénéficie de l’apport des données Argo. Une première étape de validation de ces données et de choix de critères d’estimation des couches barrière de sel est présentée. La co-variabilité entre les barrières de sel, le front de salinité, les températures de surface ou la hauteur dynamique montre une relation entre les couches barrières de sel et chacune de ces variables. Les barrières de sel sont favorisées par des fortes précipitations, de faibles vents, l’advection zonale de salinité de surface et le cisaillement vertical de courants. Pour la première fois à partir d’observations, l’influence des ondes équatoriales sur les couches barrières de sel est étudiée. Mots clés : ENSO, Pacifique Equatorial, Théorie de la Recharge-Décharge, ondes équatoriales de Kelvin et Rossby, Altimétrie, Warm Pool, Couches barrières de sel, Données Argo |
||
Mercredi 3 Décembre - 14h - salle Coriolis (OMP)Thomas ARSOUZE Directeur de thèse : Catherine Jeandel (LEGOS) & Jean-Claude Dutay (LSCE) Sujet : Modélisation du cycle océanique du Nd Résumé : La composition isotopique du néodyme (CI de Nd, aussi notée eps_Nd) est un traceur de la circulation océanique et des apports lithogéniques à l'océan. Dans le cadre de cette thèse, nous avons inséré les isotopes du Nd dans un modèle de circulation océanique général, afin de valider par la modélisation l'hypothèse de ``Boundary Exchange'' (BE, Boundary Scavenging associé à un apport de matière à l'océan le long de la marge continentale) comme principal source et puits de l'élément au réservoir océanique. Dans un premier temps, en considérant le seul BE comme terme source/puits pour la CI de Nd, nous avons pu reproduire les principales caractéristiques de la distribution océanique en eps_Nd (signature des principales masses d'eau, augmentation vers des valeurs radiogéniques le long de la circulation thermohaline) à la fois au niveau global et régional. Ce résultat confirme le BE comme processus primordial dans le cycle océanique de l'élément. Suite à cette étude préliminaire, nous avons mis en place un modèle couplé dynamique/biogéochimique permettant de modéliser à la fois la CI et la concentration en Nd, afin de résoudre le ``Paradoxe du Nd'' (qui résulte d'un découplage de comportement entre ces deux paramètres) et quantifier les sources de Nd à l'océan. Les résultats montrent que les interactions dissous/particulaires sont nécessaires pour réconcilier la distribution des deux paramètres, et que l'apport de matière des marges continentales est la source principale de Nd à l'océan (1.1.E10 g(Nd)/an), représentant plus de 95% du total des sources de Nd à l'océan. Mots clés : océanographie, biogéochimie marine, modélisation, isotopes, néodyme, traceurs océaniques, interactions continents/océan |
||
OCTOBRE 2008 |
||
Vendredi 3 Octobre - 10hClaire MARALDI Directeurs de thèse : Laurent Testut (LEGOS) & Richard Coleman (Université de Tasmanie) Sujet : Modélisation de la dynamique barotrope de l'océan Indien Austral. Application à l'altimétrie. Résumé : L'avènement de l'altimétrie satellitaire au cours de ces dernières décennies a permis d'observer l'océan global avec des couvertures spatiales et temporelles uniques. Ces données sont d'une très grande richesse pour l'étude de l'océan Austral, qui reste l'océan le moins connu de la planète. Pour permettre une exploitation précise des observations altimétriques, la contribution de l'ensemble de la dynamique haute fréquence de l'océan doit en être préalablement corrigée. Nous utilisons le modèle hydrodynamique aux éléments finis MOG2D/T-UGOm pour simuler la dynamique barotrope de l'océan Indien Austral en réponse à la marée d'une part et aux forçages atmosphériques d'autre part. Un travail préliminaire important de reconstruction de la bathymétrie, élément clef de la modélisation, a été effectué. En particulier, nous avons appliqué une méthode originale combinant des données de sondages sismiques, des mesures d'élévation et la modélisation de la marée pour redéfinir la bathymétrie sous la plate-forme de glace d'Amery. Les deux modèles de réponse barotrope de l'océan ont été validés à l'aide de mesures in situ et satellitaires d'élévation et de données de courant. La comparaison de nos solutions avec des modèles globaux a permis de mettre en évidence l'apport de la modélisation régionale en région côtière et sous la plate-forme d'Amery. Les modèles développés ont ensuite été étudiés. L'analyse de la simulation de marée a permis d'examiner et de comprendre la dynamique de la marée dans la région d'étude. Nous avons ensuite effectué un bilan d'énergie afin d'évaluer la consistance du modèle et de distinguer les régions de forte dissipation. Par ailleurs, grâce aux résultats de la modélisation avec le forçage météorologique, nous avons pu étudier la circulation barotrope de l'océan Indien Austral, caractériser ses modes de variabilités et quantifier l'impact des forçages mis en jeu. Enfin, l'analyse conjointe des vitesses de ces deux simulations, des courants géostrophiques baroclines et des courants d'Ekman a permis d'estimer le mélange latéral sur le plateau Kerguelen. Nous avons mis en évidence que ce mélange, principalement dû aux vitesses de marée, pouvait expliquer les limites de l'extension de la croissance phytoplanctonnique observée chaque année sur le Nord du plateau. Les modèles de la dynamique haute fréquence ont finalement été appliqués à l'étude des signaux altimétriques. Ils ont d'abord été utilisés en tant qu'indicateur pour connaître les régions de génération de marée interne. L'analyse des mesures altimétriques dans ces régions a permis de caractériser la signature de surface de ces ondes et d'estimer l'énergie dissipée par ce processus. Les solutions barotropes ont également servi à corriger les mesures altimétriques des processus haute-fréquence aliasés. L'impact des corrections régionales a été quantifié dans les régions côtières et sur la plate-forme de glace d'Amery. Les mesures altimétriques corrigées nous ont alors permis d'étudier la dynamique océanique locale autour des îles Kerguelen ainsi qu'un amincissement de la plate-forme de glace d'Amery en son milieu pendant la période d'acquisition ENVISAT. Mots clés : Modélisation barotrope, Marée, Forçage atmosphérique, Altimétrie, Océan Indien Austral, plateau Kerguelen, plate-forme de glace d'Amery |
||
JUILLET 2008 |
||
Mercredi 11 JuilletGabriela Eugenia ATHIE de VELASCO Directeurs de thèse : Bernard Bourles & Frédéric Marin (LEGOS-BREST) Sujet : Etude de la structure spatio-temporelle de la variabilité intra-saisonnière dans les couches superficielles de l'océan Atlantique Tropicale Résumé : Dans l’Océan Atlantique Tropical, superposée au cycle saisonnier, de la variabilité aux échelles intra-saisonnières (2-50 jours) se manifeste en surface comme en sub-surface et avec des périodes différentes selon leur origine dynamique : le vent haute-fréquence ou les instabilités océaniques. Dans cette thèse, les modes spatio-temporels qui caractérisent cette variabilité intra-saisonnière sont étudiés d’une part à partir de séries de données satellite de longue durée (1999-2005) de température de surface de la mer (SST) et d’anomalies de niveau de la mer (SLA), et d’autre part à partir des sorties journalières d’un modèle de circulation générale océanique (2000-2004). L’analyse des observations satellites révèle que des périodes entre 10 et 20 jours dominent la variabilité intra-saisonnière à l’Est de 10°W, dans le Golfe de Guinée. Des oscillations bimensuelles piégées à l’équateur sont observées chaque année en SST pendant l’été, alors que de la variabilité aux mêmes périodes est observée dans le vent tout le long de l’année. La comparaison entre ces deux variables montre que la variabilité bimensuelle en SST est forcée par le vent, mais modulée saisonnièrement par la présence d’un front de SST au Nord de la langue d’eau froide équatoriale. Un deuxième signal, avec des périodes comprises entre 20 et 50 jours et composé par des anomalies se propageant vers l’Ouest entre 0.25 et 0.45 m/s, domine la variabilité intra-saisonnière dans les couches de surface de l’Atlantique Tropical à l’Ouest de 10°W. Ces anomalies correspondent à des ondes tropicales d’instabilité (TIWs) observées principalement à 5°N en SLA et à 2°N en SST. L’analyse des données satellites de SLA a permis de montrer que des TIWs avec une moindre amplitude sont également présentes au Sud de l’équateur et reliées à celles du Nord par une structure cross-équatoriale principalement en opposition de phase à 5°N et 5°S et en quadrature à 2°N et 2°S. Cette étude met ainsi en évidence la nature ondulatoire des TIWs et suggère que les TIWs résultent de la combinaison de plusieurs ondes équatoriales intra-saisonnières. A l’aide du modèle NATL470 forcé par des vents QuikSCAT mensuels, deux régions de variabilité entre 20-50 jours ont pu être identifiées dans l’Atlantique Tropical. La première est confinée dans une étroite bande équatoriale avec une structure en latitude correspondant à une onde de Yanaï à des périodes entre 25 et 35 jours. La deuxième est localisée de part et d’autre de l’équateur, principalement entre 3° et 7° de latitude, où les TIWs présentent une structure cross-équatoriale plus complexe et plus variable dans le temps, ce qui suggère la présence de plusieurs ondes de Rossby intra-saisonnières avec des périodes légèrement plus grandes (30-50 jours) que le signal équatorial. Une étude numérique, en utilisant différents champs de vent comme forçages, révèle que les caractéristiques de la variabilité intra-saisonnière dans les couches supérieures de l’Atlantique Tropical sont fortement dépendantes du forçage du vent. Les vents haute-fréquence génèrent de la variabilité entre 2-10 jours qui diminuent de façon significative l’amplitude des TIWs dans la couche mélangée de surface, modifiant ainsi les caractéristiques de la variabilité intra-saisonnière de la SST. Cette étude montre que les vents QuikSCAT utilisés en tant que forçage, reproduisent le mieux la variabilité intra-saisonnière de la SST. Par contre, les vents issus de la réanalyse NCEP/CORE présentent une variabilité haute fréquence (2-20 jours) très forte qui empêche le modèle numérique de reproduire de façon réaliste les TIWs. Mots clés : Océan Atlantique Tropical, variabilité intra-saisonnière, ondes tropicales d’instabilité, sensibilisation numérique à haute fréquence, ondes équatoriales, données satellite. |
||
Mardi 8 JuilletNicolas Kolodziejczyk Directeur de thèse : Bernard Bourles (LEGOS-BREST) Sujet : Analyse de la Circulation de Sub-surface et de sa variabilité dans le Golfe de Guinée Résumé : Les observations in situ réalisées lors de campagnes océanographiques récentes dans le Golfe de Guinée ont permis de décrire la structure de la terminaison des courants équatoriaux de subsurface à l’est de l’Atlantique équatorial. La fréquence des campagnes océanographiques entre 1993 et 2007 ont permis d’établir à 10°W le cycle semi-annuel du Sous Courant Equatorial (EUC). Nous avons observé pendant l’hiver boréal, la recirculation vers l’ouest des masses d’eau subtropicales salées de la thermocline équatoriale dans les branches subsuperficielles du Courant Equatorial Sud (SEC) de part et d’autre de l’équateur. Une part de la recirculation s’effectue également le long de la côte dans le Sous Courant du Gabon-Congo (GCUC). Pendant l’été boréal, l’upwelling équatorial provoque l’érosion du noyau de sel de l’EUC dans la couche de surface. Les eaux subtropicales salées (> 36.00) n’atteignent plus le bord est pendant cette saison et recirculent directement dans le SEC en surface. Pendant, cette saison l’EUC accélère dans la partie inférieure de la thermocline atteignant son maximum maximorum annuel remarquable par une extension en profondeur du champ de vitesse zonale vers l’est. Cette extension profonde de l’EUC se renverse vers l’ouest en octobre-novembre. Enfin, l'analyse des courants zonaux dans le Golfe de Guinée simulés par le modèle CLIPPER permet de compléter la description du cycle saisonnier de l’EUC dans le Golfe de Guinée. Les eaux salées de la thermocline acheminées au bord Est bifurquent et recirculent vers l’ouest pendant l’hiver et le printemps boréal (saison peu échantillonnée à partir de campagnes) et sont upwellées pendant l’été boréal. Les masses d’eau de la thermocline sont également advectées vers le sud pendant l’été boréal. Nous montrons que le cycle semi-annuel de l’EUC est associé au renforcement des vents zonaux dans le Golfe de Guinée, particulièrement pendant le printemps et l’été boréal. Des ondes de Rossby longues l=1 se propageant verticalement et reliées au cycle saisonnier de la terminaison de l’EUC sont également observées sous la thermocline à 10° W et expliquent la renverse de courants sous l’EUC en octobre-novembre. |
||
FEVRIER 2008 |
||
Mardi 19 février à 10h30Matthieu Le Hénaff Directeur de thèse : Pierre De Mey, LEGOS Sujet : « Évaluation objective de réseaux d'observation en domaine côtier par la modélisation d'ensemble » Mots-clés : océan côtier, réseau d'observation, assimilation de données, méthode d'ensemble, méso échelle, altimétrie à fauchée, erreurs Résumé : L'océan côtier est une zone d'interface entre les continents et l'océan hauturier. Cette zone, qui comprend le plateau continental, le talus et le voisinage de celui-ci dans la plaine abyssale, est le siège de nombreux processus physiques d'échelles spatiales et temporelles variées, complexes à modéliser et à observer, et notamment d'échanges entre la côte et le large. Les attentes du public y sont pourtant nombreuses : recherche de disparus, suivis de polluants, besoins militaires, prévisions de surcotes etc. Afin d'améliorer notre connaissance de l'océan côtier, il convient d'améliorer la modélisation de cette zone mais aussi de mieux l'observer. La mise au point de réseaux d'observation en zone côtière n'est pas triviale. L'utilisation de modèles numériques comme support de la conception de réseaux se révèle utile, car les modèles constituent une représentation de la réalité riche en informations sur la zone d'étude. Les méthodes d'ensemble permettent de représenter les statistiques d'erreurs du modèle, et peuvent être utilisées afin de déterminer quel réseau est le plus apte à détecter ces erreurs, pour éventuellement les contraindre par assimilation de données. Cette thèse est composée de deux parties : Jury : - Nick Hall, Professeur, LEGOS, Toulouse - Pierre De Mey , Directeur de Recherches CNRS, LEGOS, Toulouse - Pierre-Yves Le Traon, Responsable Programme Systèmes Opérationnels Hauturiers, IFREMER, Plouzané - Gilles Reverdin, Directeur de Recherches CNRS, LOCEAN, Paris - Pierre Brasseur, Directeur de Recherches CNRS, LEGI, Grenoble - Joaquin Tintoré, Professeur, IMEDEA, Majorque, Espagne - Rémy Baraille, Ingénieur Chargé de Recherches, SHOM, Toulouse |
||
DECEMBRE 2007 |
||
Lundi 17 décembre 2007 à 14h30salle Coriolis (de l'Observatoire Midi Pyrénées) Célia Venchiarutti Directrice de thèse : Catherine Jeandel, Directrice de Recherches CNRS, LEGOS sujet : "Approche de la dynamique des particules dans le sillage des Kerguelen, à l'aide des traceurs géochimiques : 230Th et 231Pa." Résumé: Le projet KEOPS (Kerguelen Ocean and Plateau compared Sutdy, 19 janv-13 fév. 2005) avait pour but d'étudier un bloom récurrent, observé chaque année dans le sillage des Kerguelen et attribué à la fertilisation naturelle de cette région par le fer. KEOPS intégrait une forte composante géochimique dans l'étude de cette fertilisation naturelle. La dynamique des particules (vitesses de chute, temps de résidence) et les interactions entre dissous et particules (« boundary scavenging ») sont essentiels pour mieux comprendre les mécanismes responsables de la fertilisation observée sur le plateau des Kerguelen. Cette étude propose d'utiliser deux radionucléides le 230Th et le 231Pa - tous deux produits de désintégration de l'uranium soluble et conservatif, et très réactifs vis-à-vis des particules - comme traceurs de la dynamique des particules. L'étude des vitesses de chute des particules, estimées à partir des distributions de 230Th a montré que, paradoxalement à sa forte productivité, le plateau avait des vitesses de chute des particules plus faibles (S= 500 m.an-1) que les stations du large dans les eaux HNLC (S=800 m.an-1). Ce résultat, assez surprenant, soulève une question quant à la limitation du modèle de scavenging 1D dans le cadre de l'étude de la dynamique des particules des systèmes côte-large et suggère l'utilisation d'un modèle 2D plus approprié pour reproduire le scavenging de ces régions. Sur le plateau, les fortes concentrations de 231Pa dissous suggèrent que du 231Pa a été relâché lors de la dégradation bactérienne(tracée par le Baxs) d'agrégats, riches en opale (phase pour laquelle le Pa a une forte affinité). Sur l'escarpement à l'Est du plateau, la diminution des concentrations de 230Th et de 231Pa dissous, concomitante à l'augmentation de leur concentration dans les particules, a montré l'intensification du processus de scavenging le long de la pente du plateau. Lors de ce « boundary scavenging », le 231Pa est préférentiellement soustrait à la colonne d'eau, sous l'effet de couches néphéloïdes ou de re-suspension depuis les sédiments, riches en opale, et déposés sur la pente du plateau ou au fond de la colonne d'eau. Mots clés : KEOPS- Océan Austral- traceurs isotopiques-thorium- protactinium- boundary scavenging- particules- vitesse de chute Jury : -Stéphane Blain- Professeur au Laboratoire d'Océanographie et de Biogéochimie (LOB), Campus de Luminy à Marseille- Rapporteur -Jean-Louis Reyss- Directeur de Recherches CNRS au Laboratoire de Sciences du Climat et de l'Environnement à Gif/Yvette- Rapporteur -Michiel Rutgers van der Loeff- "Senior Scientist" à l'Alfred Wegener Institute de Bremerhaven (Allemagne)- Rapporteur -Matthieu Roy-Barman- Professeur à l'Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines, Laboratoire de Sciences du Climat et de l'Environnement à Gif/Yvette- Examinateur -Jean Riotte- Chargé de Recherches à l'IRD, LMTG- Examinateur -Catherine Jeandel, Directrice de Recherches, CNRS, LEGOS, Toulouse - Directrice de thèse le 13 décembre 2007, à 10 H00salle Coriolis de l'Observatoire Midi Pyrénées, Toulouse Marielle LACOMBE Sujet : Méthodes électrochimiques pour l'analyse / in situ / de composés bioactifs en milieu océanique
Xavier Couvelard Jeudi 6 décembre à 10h30salle Coriolis Sujet : "Structure et dynamique des jets barotropes créés par les îles du Pacifique Sud-Ouest"
Résumé: Les observations et les modèles globaux ont montré récemment que l'écoulement vers l'ouest du Courant Equatorial Sud (SEC), correspondant à la partie nord de la grande gyre subtropicale du Pacifique Sud, est perturbé par la topographie complexe du Pacifique Sud-Ouest. Le SEC se concentre en jets zonaux associés aux îles de Fidji, Vanuatu et Nouvelle-Calédonie. Une campagne d'observation de ces jets par l'équipe du LEGOS à Nouméa (SECALIS03, Juillet 2005) a montré une forte activité méso-échelle non résolue par les modèles globaux. Elle a aussi mesuré des transports nettement plus élevés que ceux prévus par la théorie linéaire barotrope de Sverdrup adaptée aux effets d'île. Ce travail de thèse est motivé par la compréhension des processus non-linéaires et des effets topographiques en lien avec les nombreuses îles et les fonds sous-marins fortement accidentés du Pacifique Sud-Ouest. Pour comprendre la dynamique et la formation des jets, nous nous intéressons à l'écoulement intégré verticalement (barotrope) qui subit directement l'influence des processus topographiques et ceux de rectification non linéaire. Une simulation régionale à haute résolution (1/12°) du modèle ROMS (Regional Oceanic Modelling System), a été réalisée. L'effort de validation du modèle a permis de mettre à jour un problème de diffusion diapycnale trop forte. Ce problème numérique a été résolu par l'utilisation d'un opérateur d'advection non diffusif, qui permet désormais de préserver la structure thermohaline de grande échelle et l'intégrité de la solution dynamique régionale. La solution obtenue montre la présence de jets intenses avec des recirculations dans le sillage des îles et une tendance des jets à être déviés vers le nord en abordant les îles principales : Nouvelle-Calédonie, Vanuatu, Fidji. Des bilans de vorticité de l'écoulement permettent de mettre en évidence la prédominance des effets topographiques sur la circulation du Pacifique Sud-Ouest, bien que ces derniers soient en partie compensés par la baroclinicité et l'advection non linéaire. L'effet topographique favorise par conservation de vorticité potentielle la déviation des jets vers le nord. Les non-linéarités sont importantes pour les recirculations dans le sillage des îles. L'augmentation de la résolution (donc également la représentation de la topographie) conduit à des jets plus étroits et à une « vidange » des jets au sud des îles au profit de ceux au nord. Le Pacifique Sud-Ouest étant considéré comme une région clef dans la modulation décennale du climat, ce travail tend à affirmer la nécessité de prendre en compte plus finement les effets topographiques du Pacifique Sud-Ouest dans les modèles d'océan globaux et de climat. |
||
NOVEMBRE 2007 |
||
Vendredi 23 novembre 2007 à 16 hsalle Coriolis (OMP) Jérôme Bouffard le sujet : Amélioration de l'altimétrie côtière appliquée à l'étude de la circulation dans la partie nord du bassin occidental méditerranéen Composition du jury: Le lundi 05 Novembre à 10h30salle Coriolis (OMP) Jean-Baptiste Sallee (LEGOS, directrice de thèse : Rosemary Morrow) sujet : "Les eaux modales de l'Océan Austral" Résumé : -------- Les eaux modales Subantarctiques (SAMW) sont formées dans la profonde couche de mélange au nord du front Subantarctique (SAF) dans l'Océan Austral. Elles influencent le climat à des échelles décennales et inter-annuelles et jouent un rôle fondamental dans la ventilation de la thermocline de l'Océan Austral. Nous étudions la formation des SAMW en nous fondant sur les récents flotteurs profilants ARGO et sur les dériveurs de surface GDP. Ces jeux de données fournissent une très bonne couverture spatio-temporelle des processus à l'oeuvre dans les couches supérieures de l'Océan Austral. Depuis le lancement du programme international ARGO, le nombre de profils hydrographiques a augmenté de façon considérable dans l'Océan Austral. Une analyse de ces données a montré que les flux air-mer et les flux d'Ekman sont les forçages dominants dans la formation des SAMW. Nous avons trouvé une transition rapide, autour de 70° E, des couches de mélange peu profondes en amont vers des couches de mélange très profondes en aval. Cette transition est associée à un changement de signe de la diffusion tourbillonnaire horizontale dans les couches de surface, et à l'extension méridionale de l'ACC lorsqu'il passe autour du plateau de Kerguelen. Ces effets sont directement liés à la bathymétrie et laissent place à une région de formation des SAMW au Sud-Ouest de l'Australie. La formation des SAMW est intimement liée à la dynamique océanique Australe et à la position des principaux fronts polaires. Une deuxième étude concerne la circulation du Courant Circumpolaire Antarctique (ACC) et la variabilité frontale. Dans cette étude, nous avons tiré parti de la complémentarité des données in situ et altimétriques afin de suivre l'évolution des deux principaux fronts de l'ACC pendant la période 1993-2005. Nous avons comparé leurs mouvements avec les deux principaux modes de variabilité atmosphérique de l'Hémisphère Sud, le mode annulaire Austral (SAM) et l'Oscillation Australe El-Niño (ENSO). La position moyenne des fronts est déterminée avant tout par les fonds océaniques. Cependant, nous avons trouvé que dans les régions à fond plat, les fronts forment de grands méandres dus à l'activité tourbillonnaire et aux forçages atmosphériques. En parallèle, nous avons développé une nouvelle estimation de la distribution circumpolaire de la diffusion dans l'Océan Austral. La diffusion n'a presque jamais été étudiée à partir de données in situ dans cet océan. Nous avons calculé une estimation du coefficient de diffusion tourbillonnaire à partir d'une analyse statistique de dix années de trajectoires de dériveurs de surface. Nous avons cartographié ce coefficient dans l'Océan Austral, puis nous l'avons paramétré à partir de données altimétriques pour pouvoir en étudier l'évolution inter-annuelle et en faciliter l'utilisation dans le futur. Cette étude montre que l'Océan Austral est fortement diffusif au nord de l'ACC, et particulièrement près des courants de bord Ouest, c'est à dire dans la Rétroflexion des Aiguilles, dans la région du plateau de Campbell, et dans le courant de Brésil-Malouines. Ces résultats nous ont menés à une analyse circumpolaire de la formation des SAMW, et à une meilleure conception du lien entre la dynamique océanique Australe et la formation des SAMW. La croissance constante des données hydrologiques du programme ARGO dans l'Océan Austral nous a également permis de mieux représenter la répartition des régions de formation des SAMW. Nous avons trouvé que la diffusion tourbillonnaire joue un rôle majeur dans les budgets de chaleur locaux. Au Sud des courants de bord Ouest, et au nord du SAF, la diffusion tourbillonnaire apporte de la chaleur, équilibrant et même dominant les refroidissements hivernaux dus aux flux d'Ekman et aux flux air-mer. Elle réduit en particulier la déstabilisation de la couche de mélange au nord du SAF dans l'Ouest du bassin Indien, en aval de la Rétroflexion des Aiguilles, et dans l'Ouest du bassin Pacifique, en aval du Plateau de Campbell. Jury : |
||
OCTOBRE 2007 |
||
Jeudi 04 octobre 2007 à 10h30(en salle Coriolis OMP)Pascual Lacroix (LEGOS) Directeurs de thèse : Frédérique Remy & Monique Dechambre Titre :"Apport de l'altimétrie spatiale à l'étude de la neige de la calotte polaire antarctique" Résumé : La calotte polaire antarctique est constituée d'une épaisse couche de glace surmontée d'un névé d'une centaine de mètres d'épaisseur. Si les observations satellites, avec une couverture quasi-globale du continent, ont permis depuis bientôt 40 ans de fournir de nombreuses informations sur sa topographie et quelques propriétés de sa surface, la connaissance de son manteau neigeux est encore très limitée. Les précipitations qui se déposent sont balayées par les vents, s'accumulent pour former des couches. En s'enfouissant, les grains de neige qui les constituent subissent un métamorphisme qui modifie leur taille et leurs caractéristiques. Pourtant, Les taux d'accumulations ou les tailles des grains de neige, dont la signature est contenue dans les observations de la proche surface, sont des indicateurs climatiques clés, jusqu'alors mal connus. Depuis 2002 et le lancement de ENVISAT, on dispose d'un altimètre radar qui couvre 80 % de la calotte polaire Antarctique, dont la particularité est d'acquérir des signaux à deux fréquences différentes (bande S à 3.2 GHz et bande Ku à 13.6 GHz). Ces deux ondes pénètrent dans le manteau neigeux sur plusieurs mètres et ont des sensibilités différentes aux propriétés de la neige. L'idée de cette thèse est ainsi d'utiliser cette double information pour retrouver les propriétés du manteau neigeux. On se propose de résoudre cette problématique par une analyse et une modélisation des signaux altimétriques sur la calotte polaire, puis par leur inversion. On se penche tout d'abord sur quelques études de cas pour estimer la sensibilité des signaux aux différentes propriétés de la neige: i/ On montre que le signal altimétrique est sensible à la rugosité de la surface à différentes échelles, puis ii/ que le signal altimétrique est sujet à des variations saisonnières causées par la densification de la neige en surface, et enfin iii/ que les ondes radars sont réfléchies par des strates en profondeur. Un modèle de l'interaction de l'onde avec le manteau neigeux est réalisé simultanément aux deux fréquences, afin de permettre une comparaison de ces signaux entre eux. Les résutats du modèle sont utilisés pour expliquer les variations saisonnières précédemment observées. On montre alors que les variations des propriétés du manteau neigeux peuvent biaiser l'altitude retrouvée par les altimètres sur les calottes polaires. Les paramètres du manteau neigeux sont ensuite estimés à l'échelle de la calotte polaire antarctique. Les tailles de grains retrouvées présentent un grossissement vers l'intérieur du continent. Egalement, l'état de surface de la neige peut être particulièrement lisse dans certaines régions. La donnée in situ de l'état de surface de la neige étant quasi inexistante sur les calottes polaires, on dévellope finalement un protocole de mesure de la rugosité des surfaces enneigées, utilisant un laser embarqué sur une moto-neige. La manip est testée sur le glacier Pirletta au Spitzberg. Mots clés : - Calotte polaire Antarctique - altimétrie radar - manteau neigeux - densification - rugosité de surface - Composition du jury : |
||
MARS 2007 |
||
Le vendredi 30 mars 2007 à 14h00 (en salle Coriolis OMP)Laurent Bessières (LEGOS) Directeurs de thèse : Gurvan Madec / Florent Lyard / Christian Le Provost) Titre : "Impact des marées sur la circulation générale océanique, dans une perspective climatologique." Résumé : La marée océanique a longtemps été considérée comme un phénomène haute fréquence dont la zone d'influence se limitait aux plateaux continentaux. Ainsi, la marée n'apparaissait pas susceptible d'interagir sur la circulation océanique grande échelle et in fine sur la dynamique basse fréquence du climat. Ce n'est qu'à la fin des années 1990, lorsque la mesure altimétrique et les solutions hydrodynamiques globales de marées ont atteint une précision centimétrique, qu'une connexion entre les marées et le climat est devenue envisageable. Dans cette perspective, l'objectif de cette étude est d'explorer quels sont les effets de la marée sur la circulation océanique grande échelle. Ces effets ont lieu à travers deux processus physiques essentiels liés à la marée : (i) sa dynamique fortement non-linéaire et (ii) la dissipation de son énergie en plein océan, sous la forme de mélange vertical ou de chaleur. Pour examiner chacun de ces aspects, la méthode retenue consiste à paramétriser les effets de la marée dans un modèle tridimensionnel de circulation générale océanique (OGCM) dédié au climat : NEMO. Pour ce faire nous utilisons les sorties 'off line' d'un modèle hydrodynamique bidimensionnel dédié à la marée : MOG2D-G. Dans un premier temps nous déterminons et nous décrivons pour la première fois une carte de la circulation résiduelle de marée (CRM) mondiale générée par la dynamique non-linéaire de la marée. Cette CRM obtenue par l'intermédiaire de MOG2D-G est alors introduite sous la forme d'un forçage extérieur dans l'OGCM NEMO. Dans un second temps, nous examinons la dissipation de l'énergie des marées. Tout d'abord nous quantifions la fraction de l'énergie de marée qui est dissipée en chaleur, ceci afin de déterminer si, à l'instar du flux géothermal, elle est susceptible de jouer un rôle important sur la circulation abyssale. Après avoir écarté cette possibilité, nous considérons la fraction d'énergie de marée qui se dissipe localement en mélange vertical via les ondes internes : le "tidal mixing" (TM). Le TM résulte d'un transfert d'énergie du mode barotope vers les modes baroclines. Ce transfert est diagnostiqué grâce au modèle MOG2D-G et intégré dans NEMO par l'intermédiaire d'une paramétrisation du mélange turbulent vertical. Nous concluons : (i) que l'effet des marées sur la circulation océanique grande échelle et in fine sur le climat ne peut être significatif qu'à travers le TM, (ii) que l'introduction du TM local dans les OGCM est essentielle pour représenter correctement le transport des masses d'eaux abyssales et (iii) qu'il est désormais crucial de considérer le TM engendré loin du site de génération des ondes internes. Mots clés : Circulation générale océanique / dissipation de la marée océanique / ondes internes / transfert d'énergie du mode barotrope vers les modes baroclines / dynamique non-linéaire de la marée / circulation résiduelle de marée / modèle de circulation générale océanique (OGCM) / paramétrisation du mélange vertical induit par la marée / "tidal mixing" (TM). Composition du jury : |
||
vendredi 09 mars 2007 à 10h30 (en salle Coriolis OMP)Marie Croquette (LEGOS ) Directeur de thèse : Gérard Eldin |
||
FEVRIER 2007 |
||
Vendredi 02 février 2007 à 14h15 (salle Coriolis, OMP)Anne-Charlotte PETER Directeur de thèse : Yves du Penhoat |
||
JANVIER 2007 |
||
Jeudi 25 janvier 2006 à 14h30, (salle Coriolis, OMP)Vivien ENJOLRAS Directrice de thèse : Anny Cazenave |
||
Décembre 2006 |
||
Vendredi 22 décembre 2006 à 10h30 en salle Coriolis (OMP)Claire POTTIER (LEGOS/CLS) Directrice de thèse : Véronique Garçon Titre : Combinaison multi-capteurs de données de couleur de l’eau : application en océanographie opérationnelle Résumé : Le phytoplancton joue un rôle important dans le cycle du carbone sur Terre, de par l’absorption du dioxyde de carbone au cours de la photosynthèse. Si les campagnes en mer offrent la possibilité d'acquérir des données à haute fréquence et à fine échelle spatio-temporelle, l'observation spatiale procure une description synoptique et sur de longues périodes (mois, années) de la chlorophylle-a, pigment principal du phytoplancton océanique. Chaque mission satellitaire qui mesure la couleur de l’eau est limitée en couverture océanique (trace du satellite, nuage, etc.). Cette couverture spatiale journalière peut augmenter de manière considérable en combinant les jeux de données issues de plusieurs satellites. |
||
Vendredi 15 décembre 2006 à 14h00 en salle Coriolis (OMP)Monique MESSIE (LEGOS) Titre : "Contrôle de la dynamique de la biomasse phytoplanctonique dans le Pacifique tropical ouest" Directrice de thèse : Marie-Hélène Radenac Mots-clé : Interactions physique/biologie, couleur de l’eau, contrôle du phytoplancton, Pacifique tropical, étude de processus, variabilité, données satellite / données in situ / modélisation Résumé : Le Pacifique tropical ouest (120°E-160°W, 20°S-20°N) est une région complexe où coexistent deux écosystèmes aux frontières variables, et aux caractéristiques physiques et biologiques très différentes. A l'ouest, les eaux chaudes et peu salées de la warm pool constituent un écosystème oligotrophe, limité en premier lieu par le nitrate. A l'est, les eaux de la cold tongue sont froides et salées ; l'écosystème est plus productif grâce à l'upwelling équatorial, et limité par le fer. Nous utilisons les concentrations en chlorophylle SeaWiFS comme proxy pour la biomasse phytoplanctonique sur la période septembre 1997 à décembre 2004. Une analyse statistique nous permet de dégager les principaux modes spatiaux-temporels où se concentre la variabilité de la chlorophylle. Nous étudions ensuite successivement le cycle saisonnier, un bloom lié à la terminaison de l'événement El Niño de 1997-98 (manifestation de l'activité interannuelle) et l'action des coups de vent d'ouest à l'échelle intrasaisonnière. Cette thèse nous a permis de mettre en évidence et d'explorer une variabilité biologique dans le Pacifique tropical ouest relativement méconnue, contrôlée au premier ordre par la variabilité des vents et des courants. Cette étude met également en lumière l'influence des îles et régions côtières sur la variabilité de la chlorophylle, bien au-delà des systèmes côtiers. |
||
Février 2006 |
||
Vendredi 17 Février 2006, à 10h00, en salle Coriolis (OMP)Julien LAMOUROUX (Pôle d'Océanographie Côtière, LEGOS, Bourse CIFRE LEGOS/NOVELTIS) Titre : Erreurs de prévision d'un modèle océanique barotrope du Golfe de Gascogne en réponse aux incertitudes sur les forçages atmosphériques : caractérisation et utilisation dans un schéma d'assimilation de données à ordre réduit. Directeur de thèse : Pierre De Mey Résumé : Cette thèse a pour objectif (1) de caractériser et d'estimer les erreurs du modèle océanique barotrope MOG2D en réponse aux incertitudes sur les forçages météorologiques à haute fréquence (pression et vent issus des champs ARPEGE), dans le Golfe de Gascogne, et (2) d'utiliser les statistiques d'erreur ainsi estimées pour contraindre la trajectoire du modèle par assimilation de données spatiales et à la mer. Mots clefs : statistiques d'erreur d'un modèle océanique, forçages atmosphériques, assimilation de données, EOFs, modélisation barotrope, réseaux d'observations, marégraphes, altimétrie, radars HF, océanographie côtière, Golfe de Gascogne, Manche. |
||
Janvier 2006 |
||
Lundi 30 janvier 2006 à 11h00 en salle Pyrénées (LMTG/OMP)Frédéric FRAPPART (LEGOS) Titre : Hydrologie spatiale: Développement d'applications pour l'utilisation de la télédétection sur les grands bassins fluviaux. Directrice de thèse : Anny Cazenave Résumé : Les techniques de télédétection spatiale constituent un apport majeur pour l'étude des variations de masses d'eau dans les grands bassins fluviaux, en permettant un suivi homogène de ces fluctuations dans l'espace et dans le temps. L'objectif de cette thèse est de développer de nouvelles applications hydrologiques au moyen des mesures spatiales acquises par différents types de mission satellitaire: altimétrie radar, imagerie satellitaire, gravimétrie spatiale. L'altimétrie spatiale offre la possibilité d'étudier les niveaux d'eau des grands fleuves, des lacs et des zones d'inondation, garantissant ainsi une surveillance continue et globale des eaux de surface. Elle donne accès à des produits hydrologiques nouveaux comme la pente des fleuves, ou, combinée à l'imagerie spatiale, les variations de volume d'eau dans les grands bassins fluviaux. Des exemples d'utilisation de ces techniques sont présentés dans les bassins amazoniens et du Mékong. Ces paramètres sont de grande importance pour les hydrologues car le premier est utilisé pour estimer des débits et le second apporte des contraintes sur la répartition des masses d'eau entre zones inondées et réseau hydrographique, avec des applications sur le transport des sédiments et les ressources en eau à l'échelle régionale. La mission de gravimétrie spatiale GRACE, lancée en mars 2002, fournit, quant à elle, les variations spatio-temporelles des stocks d'eaux continentales (eau des sols et manteau neigeux) et de paramètres hydrologiques dérivés comme l'évapotranspiration. Une analyse de l'évolution des stocks d'eau et de neige est présentéeà partir des premiers géoïdes mensuels issus de la mission GRACE, aux échelles globale et régionale, ainsi que le calcul du paramètre d'évapotranspiration à l'échelle du bassin versant. |
||
Vendredi 13 janvier 2006 à 14h00 (Salle Coriolis, OMP)Michel ASSENBAUM (LEGOS) Titre : Etude de la Circulation Océanique à Moyenne Echelle à partir des Données Lagrangienne sur la Zone des Campagnes POMME. Directeur de thèse : Gilles Reverdin Résumé : L'expérience POMME (Programme Océan Multidisciplinaire Méso-Echelle) a étudié pendant un an une région de l'Océan Atlantique Nord-Est situé entre les Açores et la Péninsule Ibérique afin de comprendre les processus qui font de cette région l'un des principaux puits de dioxyde de carbone atmosphérique. |
||
Décembre 2005 |
||
Mercredi 14 Décembre 2005 à 10h00 (Salle Coriolis, OMP)Guillaume CHARRIA (LEGOS) Titre : Influence des ondes de Rossby sur le système biogéochimique de l'Océan Atlantique Nord: Utilisation des données couleur de l'eau et d'un modèle éphysique/biogéochimie. Directrice de thèse : Isabelle Dadou, Co-directeur de thèse : Pierre De Mey Composition du jury : Andreas Oschlies (Rapporteur), Nicolas Hoepffner (Rapporteur), Serge Chauzy (Examinateur), Xavier Carton (Examinateur), Paolo Cipollini (Invité) et Eric Thouvenot (Invité) Résumé : Même si l'océan ne représente que moins de 1% de la biomasse liée aux plantes sur la terre, il est responsable de près de la moitié de la photosynthèse nette de la biosphère. A ce titre, cette biomasse autotrophe dans l'océan est un élément essentiel dans la régulation du climatà travers des processus comme par exemple l'absorption du dioxyde de carbone lors de la photosynthèse. Il faut donc estimer correctement cette biomasse ainsi que les processus qui l'affectent. Cette thématique est au coeur de nombreux programmes internationaux comme le programme IGBP. Les zones enrichies en biomasse marine représentent aussi des lieux de pêche privilégiés. Pour ce type d'étude, les modèles constituent des outils indispensables au même titre que les données in situ et satellites. Les forts couplages existant entre la physique et la biogéochimie à mésoéchelle (tourbillons, fronts..) nécessitent un modèle couplé physique/biogéochimie à haute résolution. A l'heure actuelle, au niveau national, un modèle tridimensionnel, évolutif dans le temps, le modèle MERCATOR, a été mis au point. Il simule une circulation océanique réaliste grâce à des forçages réels. MERCATOR est un projet d'océanographie opérationnelle commun à six organismes (CNES, CNRS/INSU, IFREMER, IRD, Météo-France et SHOM). |
||
Novembre 2005 |
||
Vendredi 25 novembre 2005 à 11h (Salle Coriolis, OMP)Alix LOMBARD (LEGOS, équipe GOHS) Titre : Les variations actuelles du niveau de la mer: Observations et causes. Directrice de thèse : Anny Cazenave, Co-directeur de thèse : Pierre-Yves LeTraon Composition du jury : Serge Chauzy (Président), Jean-François Minster (Rapporteur), Jacques Verron (Rapporteur), Katia Laval (Examinatrice). Résumé : Alors que depuis un peu plus de 2000 ans, le niveau moyen de la mer a peu varié, ce niveau s'est élevé d'environ 2 mm/an au cours du 20ème siècle. Cette hausse soudaine est attribuée au réchauffement climatique d'origine anthropique enregistré depuis plusieurs décennies. Depuis une douzaine d'années, on mesure de façon globale et précise les variations du niveau de la mer grâce aux satellites altimétriques Topex/Poseidon et Jason-1. Ces observations indiquent une hausse moyenne globale d'environ 3 mm/an depuis 1993, valeur sensiblement plus grande que celle des dernières décennies. Diverses observations disponibles depuis peu nous ont permis de quantifier les contributions des divers facteurs climatiques à la hausse observée du niveau de la mer: expansion thermique de la mer due au réchauffement des océans, fonte des glaciers de montagne et des calottes polaires, apport d'eau des réservoirs continentaux. Le bilan de ces nouvelles observations nous permet d'expliquer en partie la hausse observée du niveau de la mer. En particulier, nous montrons que l'expansion thermique des océans n'explique que 25% de la hausse séculaire du niveau de la mer enregistrée par les marégraphes depuis 50 ans, tandis qu'elle contribue à la hauteur de 50% à la montée du niveau marin au cours de la dernière décennie. Parallèlement, des études récentes estiment que la fonte des glaciers de montagne et des calottes polaires pourraient contribuer pour environ 1 mm/an à l'élévation du niveau de la mer au cours de la dernière décennie. De plus, la forte variabilité régionale des vitesses d'évolution du niveau de la mer révélée par les observations altimétriques de Topex/Poseidon résulte en grande partie de l'expansion thermique. Nous mettons également en lumière l'importante variabilité spatio-temporelle décennale de l'expansion thermique des océans au cours des 50 dernières années, qui semble dominée par les fluctuations naturelles du climat. De plus nous posons pour la première fois la question du lien qui existe entre les fluctuations décennales de l'expansion thermique des océans et la contribution climatique des eaux continentales au niveau de la mer. Enfin, une analyse préliminaire des observations gravimétriques de la mission spatiale GRACE sur les océans nous permet d'évaluer les variations saisonnières du niveau moyen de la mer liées aux variations du bilan de masse d'eau des océans. |
||
Septembre 2005 |
||
Vendredi 16 septembre 2005 à 11h (Salle Coriolis, OMP)Etienne BERTHIER (LEGOS, équipe Cryosphère Satellitaire) Titre : Dynamique et bilan de masse des glaciers de montagne (Alpes, Islande, Himalaya). Contribution de l'imagerie satellitaire. Directeur de Thèse : Frédérique Rémy - Co-Directeur de thèse : Yves Arnaud Composition du Jury : Michel Rabinowicz (Président), Michel Fily (Rapporteur), Jean-Philippe Avouac (Rapporteur), Helgi Björnsson (Examinateur), Christian Vincent (Invité). Résumé : Face au déclin récent des glaciers de montagne, un suivi régulier à l'échelle globale est nécessaire mais n'est pas réalisable par des campagnes de terrain. Nous montrons dans cette thèse que l'imagerie satellitaire haute résolution est une solution pour mesurer l'évolution dynamique et volumétrique des glaciers. Les vitesses de surface des glaciers du Mont-Blanc montrent des fluctuations à court terme que nous relions à l'intensité de la fonte et à l'hydrologie sous-glaciaire. Sur le long terme, un ralentissement important (30 à 40%) suggère une réponse dynamique des glaciers aux changements climatiques. Pour les glaciers alpins, les pertes de glace dans les zones basses s'accélèrent lors des dix dernières années alors qu'à haute altitude l'épaisseur glaciaire ne varie presque pas. Dans trois régions éloignées (Alpes, Himalaya et Islande), les bilans de masse sont très négatifs. La contribution de ces glaciers à l'élévation du niveau marin serait donc significative. Mots clés : glaciers de montagne, dynamique, bilan de masse, indicateurs climatiques, montée niveau marin, SPOT5, satellite, MNT, corrélation d'images |
||
Juin 2005 |
||
Vendredi 24 juin 2005, (Salle Coriolis, OMP)Erika STERNBERG (LEGOS, équipe de Géochimie Marine) Titre : La barytine, quel traceur en paléocéanographie ? Directeur de Thèse : Catherine Jeandel Résumé : Le réchauffement climatique et l'impact des activités humaines sur le climat sont aujourd'hui au cœur des débats. Mais prédire l'évolution du climat dans le futur en intégrant les activités humaines implique de comprendre son évolution naturelle dans le passé. La reconstruction des variations de la productivité océanique au cours du temps est étudiée dans ce but, avec le développement d'indicateurs (couramment appellés «proxies») qui permettent de quantifier les liens entre la productivité océanique actuelle et le taux de dépôt de ces indicateurs dans les sédiments. Le but ultime étant de dégager des relations empiriques dans l'océan actuel pour les extrapoler ensuite à l'analyse des carottes sédimentaires. La barytine, cristal de baryum de formule BaSO4, fait aujourd'hui partie des traceurs les plus prometteurs de productivité océanique. Cependant, son mécanisme de formation ainsi que les processus affectant sa préservation dans la colonne d'eau et les sédiments restent mal connus à ce jour. Or mieux comprendre ces processus est essentiel si l'on veut pouvoir interpréter correctement son abondance dans les sédiments. Le programme BARMED (BARyum en MEDiterranée), mené en collaboration avec 4 autres laboratoires français et dans lequel s'inscrit mon travail de thèse, a été élaboré dans le but de nous faire progresser sur ces questions, en couplant à la fois une approche expérimentale menée sur des cultures de phytoplancton et une approche de terrain. Cinq sorties en mer ont eu lieu entre Février et Juin 2003 à la station DYFAMED en Méditerranée occidentale avec comme objectif l'étude de la distribution du baryum/barytine dans un maximum de phases, e.g. phase dissoute, particules en suspension, particules piégées, phytoplancton et zooplancton, au cours du temps. Sans contester la capacité de la barytine à tracer la productivité océanique, nos résultats incitent à la prudence. En effet, alors que l'on s'attendait à mesurer des concentrations en baryum (ou barytine) variables selon la saison - et en particulier un maximum correspondant au bloom printannier - dans les particules en suspension, on observe autant de cristaux de barytines au printemps, pendant le bloom de phytoplancton, qu'en juin, lorsque la productivité océanique est très faible, ce qui remet en cause l'utilisation de la barytine (dans les suspensions du moins)à déterminer la production primaire. D'autre part, malgré une relation claire entre la production exportée de carbone dans l'océan (depuis la surface vers les sédiments) et les flux de baryum/barytine, ce lien n'est pas global comme suggéré jusqu'à présent mais semble varier régionalement. Enfin, alors que l'hypothèse privilégiée pour expliquer la formation de la barytine est la précipitation du cristal dans des agrégats de matière organique en décomposition, nos résultats semblent indiquer une implication des acanthaires (organismes zooplanctoniques), hypothèse déjà soulevée par des travaux précdents mais très peu soutenue. Bien que prometteur, le traceur barytine nécessite donc une étude plus approfondie avant de pouvoir correctement renseigner sur la productivité océanique passée et présente. |
||
Janvier 2005 |
||
Vendredi 28 Janvier 2005, (Salle Coriolis, OMP)Martin HURET Titre : Techniques d'assimilation des données satellitales de couleur de l'eau pour la détermination de la production primaire pélagique dans un système dynamique côtier. Directeur de thèse : V. Garçon, co-encadrant : I. Dadou |
||
Mercredi 19 janvier 2005, (Salle Coriolis, OMP)Séréna ILLIG Titre : Variabilité basse fréquence de l'Atlantique tropical : rôle de la dynamique océanique équatoriale et influence d ENSO Directeur de thèse: B. Dewitte, co-encadrant : P. De Mey |
||
Décembre 2004 |
||
Vendredi 10 décembre 2004, 14h00 (salle Coriolis, OMP)Thierry Letellier Titre : Etude des ondes de marée sur les plateaux continentaux Directeur de thèse : Florent Lyard Résumé : La connaissance fine des différents processus de la dynamique de l'océan est une nécessité pour de nombreuses applications scientifiques ou industrielles dans le domaine de l'océanographie des mers de plateau et côtières. De par l'importance des élévations de surface et des courants qu'elle génère, la marée est une composante complexe, mais essentielle, de cette dynamique. En outre, la marée interagit avec la circulation thermohaline régionale et côtière par l'intermédiaire de couplages non-linéaires qui interviennent notamment dans la déstratification et le transport des masses d'eau. Après une décennie de progrès décisifs dans le domaine de la marée océanique, les modèles les plus récents ont encore des difficultés à représenter avec précision la dynamique de la marée sur les plateaux et dans les régions côtières. Fort de ce constat, un effort particulier pour l'étude des ondes de marée sur les plateaux continentaux a été entrepris au cours de cette thèse, effort notamment basé sur une modélisation régionale haute résolution du plateau continental européen à partir du modèle Mog2D. Un spectre complet de marée a été déterminé à partir de ce modèles et validé par rapport aux observations de surface (marégraphie, altimétrie) et courantométriques. Une attention toute particulière a été porté à la modélisation des ondes non-linéaires dont l'amplitude, négligeable en haute mer, devient significative sur les plateaux continentaux. Afin d'améliorer la précision des solutions hydrodynamiques, une technique d'assimilation basée sur la méthode des représenteurs et la modélisation d'ensemble a été mis en place afin d'intégrer les informations issues des observations dans les solutions numériques. Dans le cas de l'étude des marées sur les plateaux continentaux, cette assimilation de données s'est révélée efficace pour réduire les incertitudes des solutions numériques. En parallèle de ce travail, une étude spécifique a été réalisée afin d'améliorer la précision des analyses de marée des mesures altimétriques, permettant in fine de réassimiler ces données altimétriques dans les solutions du modèle global CEFMO. Le résultat de ce travail, i.e. la solution FES2004, sera intégrée comme correction de la marée dans la distribution des données du satellite JASON1. Mots clés : marée, courants de marée, ondes non-linéaires, modélisation, assimilation, transport de masse, flux d'énergie, plateaux continentaux, altimétrie. |
||
Novembre 2004 |
||
Mercredi 10 novembre 2004, 10h30 (salle Coriolis, OMP)Baptiste Mourre Titre : Etude de configuration d'une constellation de satellites altimétriques pour l'observation de la dynamique océanique côtière. Résumé : Cette thèse a pour objectif d'estimer l'apport des nouveaux projets altimétriques (altimètre à champ large WSOA, projets de constellations de satellites) pour l'observation des processus océaniques sur les plateaux continentaux. L'approche adoptée est basée sur la modélisation numérique et l'assimilation de données. Dans ce contexte, le problème revient à estimer la capacité des nouveaux scénarios d'observation à contrôler les erreurs des modèles hydrodynamiques dans ces régions. L'étude est réalisée à l'aide du modèle barotrope MOG2D implémenté sur le plateau continental européen. Elle se concentre sur la réponse haute fréquence de l'océan au forçage météorologique (échelles temporelles de quelques heures à quelques jours). Les covariances d'erreur du modèle due aux incertitudes bathymétriques sont par ailleurs plus spécifiquement explorées, au moyen d'une méthode d'ensemble. Cette approche permet de révéler la forte variabilité de ces covariances, non seulement selon les régions, mais aussi localement suivant le régime dynamique du modèle. Dans le cadre d'OSSEs (Observing-Systems Simulation Experiments), des expériences jumelles multiples sont ensuite menées sur la Mer du Nord, s'appuyant sur un filtre de Kalman d'ensemble pour l'assimilation séquentielle des observations. La réduction des variances d'ensemble par l'assimilation fournit le diagnostic utile à l'estimation de la performance des différents scénarios d'observation quant à la correction de l'erreur statistique du modèle. Ces expériences permettent notamment l'évaluation, dans le contexte particulier des processus |
NOTA: Ces informations sont susceptibles de changer. Merci de citer les sources et les auteurs.