Marée internes autour de la Nouvelle Calédonie: dynamique, interactions tourbillon-marée interne et challenge pour le satellite SWOT

– Arne Bendinger, Doctorant, Legos –

Résumé :

L’équilibre énergétique de l’océan traduit des échanges d’énergie entre les termes sources aux échelles planétaires et la dissipation aux micro-échelles. Cette cascade d’énergie, cruciale dans la compréhension du systéme océanique, demande à être mieux comprise et quantiőée. La plus grande part de l’énergie dans l’océan est associée à la dynamique mésoéchelle. Les échelles spatiales correspondantes sont aussi celles des marées internes et dans les régimes océaniques où l’énergie des ondes internes est suffisamment forte celles-ci représentent un transfert d’énergie majeur vers les échelles dissipatives. La nouvelle mission satellite SWOT (Surface Water Ocean Topography) permettra d’observer globalement pour la première fois ces processus de őnes échelles. Une motivation de cette thèse est l’observabilité du niveau de la mer SWOT avec le challenge de comprendre la part respective de la dynamique méso et sous-mésoéchelle et des ondes internes. La région d’étude se situe autour de la Nouvelle Calédonie dans le Paciőque sud-ouest et plus particulièrement dans la région sud survolée par une fauchée SWOT lors de la phase de cal-val du satellite caractérisée par une orbite à 1 jour. La thèse s’appuie sur une simulation régionale dédiée à haute résolution (1/60°) forcée ou pas par la marée barotrope en plus des forçages ń classiques ż. Pour la première fois la dynamique des marées internes autour de la Nouvelle-Calédonie est décrite. Cette région s’avère être un hot spot de génération de marées internes associé aux principales structures bathymétriques. La marée interne est principalement semi diurne. Elle se caractérise par un premier mode barocline très important et une forte signature dans la SSH (>6 cm). Cette énergie de marée interne se propage dans l’océan ouvert à partir de deux zones localisées au nord et au sud de la Nouvelle Calédonie malgré des taux de dissipation d’énergie élevés à proximité des zones de génération. Cette propagation est majoritairement associée à de la marée interne cohérente mais l’activité méso-échelle s’avère être une source potentielle de perte de cohérence de la marée interne (marée incohérente). Cette marée interne incohérente est associée aux interactions avec les tourbillons océaniques soit par la réfraction de la propagation de l’énergie du faisceau de marée par les courants à méso-échelle lors de la propagation de l’énergie de marée, soit par les variations de la conversion de l’énergie barotrope en énergie barocline dues aux changements de stratiőcation induits par les tourbillons à méso-échelle. Des observations in situ obtenues par des planeurs sous-marins autonomes révèlent le réalisme du modèle numérique quant à la simulation des marées internes tout en s’avérant être une plateforme in-situ appropriée pour documenter les marées internes, y compris leur signature de la SSH. Dans les régions de forte marée interne, celle-ci domine la variance de la SSH pour des longueurs d’onde jusqu’à 200 km correspondant. Une attention particulière est accordée à la marée incohérente, qui se manifeste dans la SSH à des échelles inférieures à 100 km. Cette thèse initie également l’étude de l’impact des marées internes sur la circulation à méso-échelle et sous-méso-échelle, avec des voies prometteuses pour les travaux futurs sur les échanges d’énergie entre les échelles et la fermeture du bilan énergétique océanique. Ces travaux participeront à la valorisation des données SWOT dans le cadre de SWOT-AdAC avec la campagne SWOTALIS. Enőn, ils sont une première initiative dans l’implication des marées internes en lien avec l’écosystème marin de la Nouvelle-Calédonie associée à un objectif de mise en place d’aires marines protégées au sein du parc naturel de la mer de Corail.

Jury :

• Lionel GOURDEAU (LEGOS/IRD, Toulouse), Directeur de thèse
• Sophie CRAVATTE (IRD, Nouméa), Co-directrice de thèse
• Emmanuel COSME (IGE, Grenoble), Rapporteur
• Edward ZARON (Oregon State University, USA), Rapporteur
• Rosemary MORROW (LEGOS, Toulouse), Examinatrice
• Aurélien PONTE (IFREMER, Brest), Examinateur
• Jérome CHANUT (Mercator, Toulouse), Examinateur
• Pascale BOURUET-AUBERTOT (Sorbonne Université, Paris), Examinatrice