Oscillations induites par le vent et la marée autour de l'archipel de Saint-Pierre-et-Miquelon

Wind and tide induced oscillations around the Saint Pierre and Miquelon archipelago

• Auteur / Autrice : Marion Bezaud
• Direction : Pascal Lazure, Bernard Le Cann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanographie physique et environnement
• Date : Soutenance le 10/12/2019
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Océanographie Physique et Spatiale (Plouzané, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Xavier Carton
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Pascal Lazure, Bernard Le Cann, Xavier Carton, Pascale Bouruet-Aubertot, Alexei Sentchev, Philippe Fraunié, Amandine Nicolle
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pascale Bouruet-Aubertot, Alexei Sentchev

Mots clés

Mots clés contrôlés

Interaction mer-atmosphère

Saint-Pierre-et-Miquelon

Courants marins

Mots clés libres

Modélisation 2D et 3D

Observations

Oscillations induites par le vent et la marée

Ondes piégées par la topographie

2D and 3D modelling

Observations

Tide and wind induced oscillations

Wave trapped by the topography

Résumé

Saint-Pierre-et-Miquelon (SPM) est un archipel français au large de la côte est du Canada.Cette région peu connue a fait l’objet de récentes observations. Elles ont révélé des oscillations inattendues des courants et des températures à des périodes de quelques heures à quelques jours.L’objectif de cette thèse est d’étudier les principaux processus physiques à l’origine de ces oscillations en hiver et en été.Dans une première partie, nous avons étudié les oscillations à des périodes de ~2-4 jours mesurées par deux courantomètres durant l'hiver 2014, qui pouvaient temporairement dominer les courants de marée. Un modèle numérique 2D a été implémenté à l'échelle régionale pour étudier ce processus. Les résultats des simulations montrent le rôle des tempêtes dans le forçage de ces oscillations, par le biais d’ondes piégées par la topographie.Ces ondes se propagent sur le plateau à l'échelle régionale vers l’équateur. Elles excitent des ondes locales qui font le tour de l’archipel dans le sens horaire, en approximativement une période.Dans une seconde partie, des oscillations diurnes des températures et des courants ont été révélées par les observations pendant les étés 2015-2017. Un modèle numérique 3D forcé par la marée a été implémenté à l’échelle locale avec des conditions de stratification estivale. Le modèle montre que ces oscillations résultent d’une amplification des courants de marée diurnes. Elles sont la signature d'une onde piégée par la topographie qui tourne autour de SPM dans le sens horaire en deux jours, ce qui correspond à deux longueurs d’onde. Le modèle montre également que la zone de génération de ces ondes se situe au nord-ouest de SPM.

Saint-Pierre-and-Miquelon (SPM) is a French archipelago off the east coast of Canada. This poorly known region has been the subject of recent observations. They revealed unexpected oscillations on currents and temperatures over periods ranging from a few hours to a few days. The objective of this thesis is to study the main physical processes that cause these oscillations in winter and summer.In the first part, we studied oscillations with periods of ~2-4 days measured by two current meters during the winter 2014, that could temporarily dominate tidal currents. A 2D numerical model has been implemented at the regional scale to study this process. The simulation results show the role of storms in forcing these oscillations through waves trapped by topography.These waves propagate on the shelf at a regional scale towards the equator. They excite local waves that propagate anticyclonically around the archipelago in approximately one period.In the second part, diurnal oscillations of temperatures and currents were revealed by observations during the summers of 2015-2017. A 3D numerical tidally forced model was implemented locally with summer stratification conditions. The model shows that these oscillations result from an amplification of diurnal tidal currents. They are the signature of a wave trapped by the topography that propagate anticyclonically around SPM in two days, which corresponds to two wavelengths. The model also shows that the generation area of these waves is located northwest of SPM.