Composition du jury

B.-L. Hua,
M.-P. Lelong (rapportrice),
X. Carton,
T. Dauxois (rapporteur),
J. Sommeria,
V. Zeitlin (Directeur de thèse)

Résumé

L’océan et l’atmosphère présentent plusieurs échelles spatiales et temporelles. Mon travail de thèse traite des écoulements de grande échelle présentant de fortes déviations des isopycnes (fronts).
Dans un première partie, la composante rapide constituées d’ondes d’inertie-gravité est filtrée et seule la composante vorticale est étudiée. Les valeurs des paramètres adimensionnés géophysiques (nombres de Rossby Ro, de Burger Bu), révèlent que nombre de tourbillons océaniques observés correspondent aux régimes géostrophiques de grande échelle (Ro et Bu faibles) frontal géostrophique (FG) et intermédiaire géostrophique (IG). Nous dérivons les critères de stabilité linéaire et non-linéaire (FG) pour des tourbillons isolés sur le plan f. Sur le plan bêta, un critère suffisant de stabilité est dérivé pour les solutions anticycloniques assez étendues (IG). Dans le cas FG, la prévention du déferlement (effet bêta non-linéaire) est numériquement simulé. Outre une dérive vers l’ouest, les tourbillons présentent, contrairement au cas quasi-géostrophique, une dérive secondaire vers le nord, indépendante de leur signe.
Dans une seconde partie, l´évolution conjointe des composantes ondulatoires et vorticale est traitée. Dans les cas frontaux géostrophiques barotrope et continûment startifié, une équation d’amplitude pour les ondes quasi-inertielles similaire à une équation de Schrödinger est obtenue tandis que la dynamique vorticale est autonome. Le spectre d’ondes se compose d’un continuum supra-inertiel et de modes discrets sub-inertiels piégés dans les zones de vorticité négative. Des résultats similaires sont obtenus pour des écoulements frontaux à fort nombre de Rossby mais présentant une disparité d´échelles horizontales (semi-géostrophique). La rétroaction des ondes sur l’écoulement vortical est également calculée.
Les implications sur le transport de traceurs, ainsi que la frontogenèse (singularités) sont discutées.