Traitement automatique de données océanographiques pour l'interpolation de la ∫CO₂ de surface dans l'océan Atlantique tropical, en utilisant les données satellitaires

Automatic processing of oceanographic data in order to interpolate sea surface fCO2 in the tropical Atlantic ocean, using satellite data

• Auteur / Autrice : Hadjer Moussa
• Direction : Catherine Goyet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Informatique
• Date : Soutenance le 19/09/2016
• Etablissement(s) : Perpignan
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Énergie environnement (Perpignan ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de modélisation et d'analyses en géo-environnement et santé (Perpignan)
• Jury : Président / Présidente : Nadine Le bris
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Nathalie Lefevre, Katerina Souvermezoglou, Marie-Claude Simon-El Jai, Franck Touratier
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Nathalie Lefevre, Katerina Souvermezoglou

Mots clés

Mots clés contrôlés

Imagerie satellitaire

Mer -- Température

Chlorophylle

Atlantique (océan ; centre-est)

Salinité

Interpolation (mathématiques)

Mots clés libres

Ocean Atlantique

Interpolation

Ocean Atlantic

Résumé

Ce travail de thèse consiste à utiliser les données satellitaires de SST (température de surface), SSS (salinité de surface), et Chl-a (chlorophylle-a), pour l’interpolation de la fugacité du CO2 (fCO2) dans la couche de surface de l’océan Atlantique tropical, pour les saisons de la période 2002-2013. Trois types de données ont été utilisés : in situ (BD (base de données) SOCAT V.3) ; satellitaires (capteurs : MODIS-A, Sea-WIFS, et SMOS) ; et assimilées (BD SODA V.2.2.4). La première étape était la classification des données en se basant sur la SST. La deuxième étape était l’interpolation de la fCO2 (pour chaque classe de chaque saison), en utilisant des RNs (réseaux de neurones artificiels) de type feedforward, avec un apprentissage de type backpropagation. Les résultats obtenus (RMSEs (root mean square error) variant de 8,8 à 15,7 µatm) permettent de confirmer l’importance de : traiter les saisons séparément, classifier les données, et choisir le meilleur RN en fonction des résultats de la généralisation. Ceci a permis l’élaboration de 138 fichiers CSV (Comma-separated values) de fCO2 mensuelle, avec une résolution de 4 km x 4 km, pour la période allant de juillet 2002 à décembre 2013.

This thesis work consists of using satellite data of SST (sea surface temperature), SSS (sea surface salinity), and Chl-a (chlorophyll-a), in order to interpolate the CO2 fugacity (fCO2) in the surface of the tropical Atlantic ocean, for seasons of the period 2002-2013. Three data types were used: in situ (SOCAT V.3 DB (database)); satellite (MODIS-A, Sea-WIFS, and SMOS sensors); and assimilated (SODA V.2.2.4 DB). The first step was the data classification based on SST. The second step was the fCO2 interpolation (for each class of each season), using feedforward NNs (artificial neural networks) with a backpropagation learning method. Obtained results (RMSEs (root mean square error) between 8,8 and 15,7 µatm) confirm the importance of: process each season separately, pass through data classification step, and choose the best NN on the basis of generalization step results. This allowed the development of 138 monthly fCO2 CSV (Comma-separated values) file, with 4 km x 4 km spatial resolution, for the period from July 2002 to December 2013.