Modèles continûment stratifiés et systèmes multi-couches pour les écoulements géophysiques
Auteur / Autrice : | Mahieddine Adim |
Direction : | Vincent Duchêne |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Mathématiques et leurs interactions |
Date : | Soutenance le 04/07/2024 |
Etablissement(s) : | Université de Rennes (2023-....) |
Ecole(s) doctorale(s) : | MATISSE |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut de recherche mathématique (Rennes ; 1996-....) |
Jury : | Président / Présidente : Pascal Noble |
Examinateurs / Examinatrices : Vincent Duchêne, Luis Miguel Rodrigues, Benjamin Boutin, Charlotte Perrin, Emmanuel Audusse | |
Rapporteur / Rapporteuse : Didier Bresch, Bogdan-Vasile Matioc |
Résumé
Dans cette thèse, nous établissons rigoureusement des ponts entre les écoulements continument stratifiés et les écoulements multi-couches. Dans une première partie, nous considérons le système de Saint-Venant multi-couches avec un terme supplémentaire diffusif qui a un effet régularisant, dont la motivation provient des travaux des océanographes Gent & McWilliams sur le mélange isopycnal et la diffusivité des tourbillons, et qui pourrait être interprété comme un terme de turbulence. En exploitant la structure de ce système, nous obtenons un dictionnaire qui nous permet d'interpréter ce système multi-couches comme une discrétisation de la formulation en coordonnées isopycnales du système hydrostatique continument stratifié avec le terme diffusif de Gent & McWilliams ajouté de manière similaire. Nous montrons la convergence de la solution discrète vers la solution continue à mesure que le nombre de couches tend vers l'infini, et nous fournissons un taux de convergence explicite. Dans une deuxième partie, dans cette thèse, nous abordons la limite ''inverse'', nous montrons rigoureusement que, sous certaines conditions d'hyperbolicité et dans un cadre topologique bien choisi, la solution du système continument stratifié converge vers le système de Saint-Venant bi-couches dans la limite de stratification nette.