Modélisation numérique de la circulation côtière : application au transport des méduses dans les Pertuis Charentais

Numerical modeling of coastal circulation : application to the jellyfish transport in the Pertuis Charentais

• Auteur / Autrice : Julien Chalumeau
• Direction : Jean-Claude Mercier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Eau, sol, environnement
• Date : Soutenance le 28/01/2014
• Etablissement(s) : La Rochelle
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'environnement Gay Lussac (La Rochelle ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Littoral, Environnement et Sociétés (La Rochelle)
• Jury : Président / Présidente : Christine Dupuy
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Claude Mercier, Christine Dupuy, Éric Thiébaut, Mikhail Karpytchev, Amandine Nicolle
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Cédric Bacher, Éric Thiébaut

Mots clés

Mots clés contrôlés

Courants de marée

Charente-Maritime (France)

Détroits -- France

Transport

Méduses

Mots clés libres

Bloom de méduses

Transport hydrodynamique

Pertuis Charentais

Modèle tidal

Ligne d'eau

Estrans

Friction du fond océanique

Jellyfish bloom

Hydrodynamic transport

Pertuis Charentais

Tide model

Waterline

Tidal flats

Sea bottom friction

Résumé

Les Pertuis Charentais sont un site d’écosystèmes interconnectés où les courants marins jouent un rôle déterminant. Un modèle de marée à haute résolution a été développé au cours de cette thèse pour comprendre et cartographier les traits principaux de la circulation hydrodynamique dans les Pertuis. Deux axes sont ainsi mis en avant dans cette étude. D’abord, un nouveau modèle de marées dans les Pertuis Charentais a été construit et validé à partir de différentes sources : données marégraphiques, données de courantomètres ADCP et images satellitaires. Une nouvelle approche de calibration de modèle de marée a été développée, basée sur la comparaison de la position de la ligne d’eau, frontière entre l’eau et la terre, avec celle prédite par le modèle. Puis dans un second temps, le transport et les agrégations en « bloom » de populations de méduses Rhizostoma, dont les proliférations et les échouages sont à l’origine de problèmes socio-économiques, ont été simulés numériquement. Des observations in situ ont permis de paramétrer le comportement de nage des méduses dans le modèle. Deux types de comportements des méduses, actif et passif ont été simulés. Les courants de marées en présence des forçages-type météorologiques ont été pris en compte. Les résultats indiquent que le comportement individuel de nage des méduses pourrait être une réponse adaptative aux facteurs abiotiques qui menacent la continuité de leur espèce mais que les courants marins restent la cause première de la formation des blooms.

The Pertuis Charentais are an interconnected ecosystems site where ocean currents play a key role. A high resolution tidal model was developed in this thesis in order to understand the main features of the hydrodynamic flows inside the Pertuis. Two topics were put forward in this study. First, a new tide model for the Pertuis Charentais was build up and validated by using different datasets: tide gauge records, measurements of currents by ADCP and satellite images. A new approach to model calibration was developed by comparing the observed position of the waterline, the boundary between land and water, with that predicted by the model. Secondly, the transport and bloom-like aggregation of the Rhizostoma jellyfish populations were simulated numerically. The jellyfish proliferation and stranding are a source of socio-economic problems. Two types of jellyfish behavior, active and passive were simulated. The tidal currents and typical meteorological forcing were taken into account. The results show that the individual behavior of swimming jellyfish is an adaptive response to abiotic factors for jellyfish survival.