Dans l’océan, la déstabilisation des courants majeurs engendre la formation de tourbillons de mésoéchelle, qui jouent un rôle clé dans la redistribution géographique de la chaleur, du sel et des produits biogéochimiques. Leur omniprésence et leur longévité en font une source majeure de variabilité océanique. Si leur capacité à transporter des traceurs est avérée, la quantification précise de ce transport reste incertaine, notamment en raison des multiples définitions du concept de « cohérence » utilisées pour les caractériser. Traditionnellement étudiés via l’altimétrie satellitaire, les tourbillons ont principalement été analysés en surface, introduisant un biais dans l’évaluation de leur capacité de transport. Bien que des travaux récents s’intéressent à leur structure tridimensionnelle, cette dimension reste encore peu explorée, limitant notre compréhension de leur dynamique de subsurface. Dans ce contexte, nous avons conduit une revue de la littérature afin de clarifier la notion de cohérence appliquée aux tourbillons de mésoéchelle.

En exploitant une base de données in situ issue de campagnes océanographiques et des simulations numériques, nous proposons une nouvelle définition de la cohérence fondée sur les propriétés thermohalines des coeurs des tourbillons. La présence d’anomalies thermohalines permet en effet d’identifier le transport effectif d’une masse d’eau par un tourbillon, et ainsi d’évaluer sa cohérence matérielle. Nous proposons également de caractériser la frontière tridimensionnelle des tourbillons de mésoéchelle et analysons leurs formes à l’aide de modélisation analytique.

Nos résultats révèlent que les frontières des tourbillons sont dynamiques, turbulentes, et d’intensité dépendante du nombre de Rossby du tourbillon considéré. Elles marquent la zone de contact entre la masse d’eau piégée et les eaux environnantes. Par ailleurs, nous montrons que l’extension verticale des tourbillons est contrôlée par la stratification locale. L’inclinaison des isopycnes constitue la principale source d’anomalie de densité, tandis que les anomalies le long des isopycnes n’affectent pas leur dynamique.

La soutenance se tiendra en français.

Lieu
École normale supérieure – PSL
24 rue Lhomond – aile Erasme
salle Claude Froidevaux – E314

Visio
https://cnrs.zoom.us/j/99516798543?pwd=wFKEbclQbd3VCnDMhLMc2qiT9ApFom.1

• Guillaume Lapeyre (LMD-ENS) – examinateur
• Chantal Staquet (LEGI) – rapportrice
• Eric Chassignet (fsu, coaps) – rapporteur
• Ananda Pascual (IMEDEA) – examinatrice
• Jean Reinaud (St Andrew university) – examinateur
• Sabrina Speich (LMD-ENS), directrice de thèse
• Xavier Carton (LOPS), co-directeur de thèse