Composition du jury

J. Sommeria LEGI, Grenoble Président
P. Bouruet-Aubertot LOCEAN, Paris Rapporteur
X. Carton LPO, Brest Rapporteur
F. d’Ovidio LOCEAN, Paris Examinateur
M. Ghil LMD, Paris Directeur de thèse
A. Stegner LMD, Paris Directeur de thèse

Résumé

Les tourbillons et les écoulements méso-échelles océaniques contribuent
de façon importante au transport de masses d’eau et de chaleur dans
l’océan. La compréhension de leurs dynamiques, et de leurs interactions
avec la topographie, est primordiale, pour caractériser les échanges
thermohalins, le déplacements d’espèces biologiques ou de polluants. En
particulier, les courants et tourbillons de surface, situés dans les
cent ou deux cents premiers mètres de profondeur, jouent un rôle capital
dans les échanges entre la zone côtière et la zone hauturière.
Cette thèse porte sur la modélisation expérimentale idéalisée de deux
phénomènes pouvant participer activement aux échanges horizontaux et
verticaux dans la couche supérieure océanique. Les sillages d’îles
peuvent être le lieu d’instabilités fortes dans les zones
anticycloniques de l’écoulement. Des expériences ont été réalisées sur
la Plateforme Coriolis (LEGI) à Grenoble, pour identifier les régimes
dynamiques de ces instabilités. Ce dispositif (13 mètres de diamètre) a
permis d’atteindre de faibles rapports d’aspects géométriques, tout en
travaillant avec un dispositif couche-mince. Des visualisations avec
colorants et des mesures du champ de vitesse horizontal par
intercorrélation de particules ont été réalisées, afin d’étudier la
sensibilité des instabilités dans les anticyclones pour différentes
gammes de nombres de Reynolds et de Rossby. Nous montrons que ces
instabilités sont présentes dès la couche limite anticyclonique, autour
de l’île.
L’autre partie de ce travail concerne la dynamique d’un tourbillon de
surface, en interaction avec la côte ou le talus océanique. Des mesures
récentes (campagne EGYPT-1) nous ont permis de mesurer la dérive
particulière d’un anticyclone de surface le long de la côte libyenne.
Cette dérive vers l’est ne peut s’expliquer par la simple prise en
compte de l’effet beta ou de l’effet miroir le long de la côte. Des
expériences idéalisées sont menées sur la table tournante de l’ENSTA,
afin de modéliser de façon simple l’interaction d’une côte ou d’un talus
sur la dynamique d’un anticyclone, à la surface d’un dispositif
bi-couche. La vitesse de ce tourbillon de surface voit notamment sa
dérive doubler lorsqu’il se trouve initialement à la base de la pente,
montrant ainsi l’existence d’une rétroaction possible de la couche du
fond sur la dynamique de la couche de surface.