Interactions entre courants de bord, fronts et tourbillons dans le courant Nord et le courant Est Australien. : Dynamiques de transport et application à la dérive de Physalia spp.

Interactions between boundary currents, fronts and eddies in the Northern Current and the East Australian Current. : Transport dynamics and application to the journey of Physalia spp.

• Auteur / Autrice : Natacha Bourg
• Direction : Anne Molcard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'univers
• Date : Soutenance le 13/12/2024
• Etablissement(s) : Toulon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mer et Sciences (Toulon ; 2012-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut méditerranéen d'océanologie (Marseille ; Toulon ; 2012-....)
• Jury : Président / Présidente : Bruno Blanke
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Amandine Schaeffer, Luis Ferrer, Daniel Conley
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Bruno Blanke, Clothilde Langlais

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plateau continental

Chlorophylle A

Méditerranée (mer ; nord-ouest)

Courants marins

Australie (est)

Courants marins -- Pacifique (océan)

Mots clés libres

Courants de bord

Fronts

Tourbillons

RADAR Haute-Fréquence

Chlorophylle-a

Transport

Physalia spp.

Canal à houle

Boundary currents

Fronts

Eddies

High-Frequency RADARs

Chlorophill-a

Transport

Physalia spp.

Wind-wave flume

Résumé

Les courants de bords, caractérisés par de fortes vitesses et de nombreuses interactions dynamiques avec les marges continentales, sont les principaux moteurs de la variabilité océanique dans les régions côtières qu’ils traversent. La première partie de cette thèse se concentre sur les observations Radar Haute-Fréquence du Courant Nord dans la Méditerranée Nord-Occidentale et du courant est-australien dans l’océan Pacifique Sud. Nous étudions la variabilité saisonnière et interannuelle du courant et le développement de tourbillons de (sous) méso-échelle dans le système du Courant Nord. Concernant le courant est-Australien, nous examinons plus particulièrement sa dynamique de séparation, ses caractéristiques frontales et son impact sur la concentration de chlorophylle-a en surface.Les courants de bord, de par leur grande étendue et leur position le long du plateau continental,sont importants car ils agissent à la fois comme des barrières et des courroies de transport de matière passive. La deuxième partie se concentre sur Physalia spp., un organisme urticant pseudo-passif flottant à la surface de l’océan qui atteint régulièrement les côtes australiennes. Nous avons pu estimer l’impact relatif des variables météo-marines sur leur échouage. A partir d’expériences en laboratoire, nous établissons une paramétrisation de la dérive de maquettes 3D de Physalia spp. induite par le vent. Ce résultat,intégré dans une modélisation de suivi lagrangien selon des scénarios typiques du courant est-Australien nous permet de déterminer l’influence cumulée du vent et du courant sur les trajectoires des Physalia spp. Les résultats présentés dans cette thèse contribuent à la connaissance de deux courants de bord, caractérisés par des échelles et des modes de variabilité différents, et illustrent leur rôle dans le transport de matière passive à travers l’étude de la dérive de Physalia spp.

Boundary currents, characterized by strong velocities and dynamic interactions with continental margins are the main drivers of ocean variability in the adjacent coastal regions. The first part of the thesis focuses on High-Frequency RADAR observations of the Northern Current in the North Western Mediterranean Sea and of the East Australian Current in the South Pacific Ocean. In the Northern Current system, we investigate the seasonal and inter-annual variability of the current and the occurrence of (sub) mesoscale eddies, while we focus on the study of the separation dynamics of the East Australian Current, its frontal characteristics and overall impact on surface chlorophyll-a concentration. Boundary currents, by their spatial extent and position along the continental shelf, are important in acting both as barriers and conveyers of transport of passive matter. The second part of the thesis focuses on Physalia spp., a pseudo-passive stinging organism floating at the ocean surface which regularly reaches Australian shores. We are able to estimate the relative impact of atmospheric and oceanic variables on Physalia spp. beaching. From laboratory experiments, we establish a parametrization of the wind-induced drift of 3D-printed replicas of Physalia spp. This result is then incorporated into a Lagrangian tracking model based on the most recurrent East Australian Current separation scenarios to assess the combined effects of winds and currents on the pathways of Physalia spp. The results presented in this thesis contribute to the knowledge of two boundary currrents characterized by different scales and modes of variability, giving insights in their role in transport of passive material through the study of Physalia spp journey.