Soutenance

L'océan Austral est une région clé pour la compréhension de la circulation océanique globale, connue sous le nom de circulation de retournement, et la compréhension du climat. C'est dans cette région qu'une large majorité des eaux océaniques de la planète sont ventilées dans la couche de surface, avant d'être réexpédiées dans l'océan profond, influençant ainsi la colonne d'eau jusqu'à son fond. En particulier, des eaux profondes, vieilles, relativement chaudes, chargées en carbone et formées dans le bassin Atlantique Nord (les eaux circumpolaires profondes), remontent en surface dans la région sub-polaire de l'océan Austral, recouverte en hiver par la banquise, et entrent ainsi en contact avec l'atmosphère, échangeant chaleur, carbone, et autres gaz. Ainsi la couche de surface de l'océan Austral est un élément central pour la compréhension de la circulation océanique planétaire. Cette couche de surface est mélangée par la turbulence générée par les interactions mécaniques et thermodynamiques à l'interface atmosphère-glace-océan. Malgré leur rôle fondamental dans la circulation océanique globale et dans le climat, la structure et les caractéristiques de la couche de mélange, ainsi que les processus responsables de leur évolution, sont encore mal compris dans la région polaire antarctique en raison d'un manque important d'observations.
Cependant, le programme international MEOP, lancé dans les années 2000 a conduit au déploiement de milliers de capteurs hydrologiques sur des éléphants de mer qui sillonnent l'océan sub-polaire en envoyant des relevés de température et de salinité par satellite. Ce programme d'observation offre une couverture spatiale de données inédites couvrant l'ensemble du cycle saisonnier et notamment l'hiver. Dans cette thèse, nous exploitons ce jeu de données en le combinant à d'autres plus conventionnels (flotteurs Argo, campagnes en mer), afin d'apporter un nouveau regard sur cette région méconnue du globe. Nous décrivons à partir de ces observations, les propriétés climatologiques et la dynamique de la couche de mélange sous la glace de mer en Antarctique. Les transferts verticaux entre la couche de mélange et l'océan plus profond, associés à la circulation de retournement, et les variations hydrographiques des masses d'eau dans la couche de mélange y sont décrits aux échelles de temps saisonnières et inter-annuelles. Les résultats soulignent et quantifient le rôle primordial des flux d'eau douce, issus de la glace de mer et des précipitations, sur la transformation de masses d'eau sous la banquise. Nos conclusions suggèrent que des changements dans l'intensité de ces flux d'eau douce pourraient directement affecter les budgets de flottabilité de la couche de mélange et impacter la circulation de retournement à grande échelle.