Fusion d'observation altimétriques satellitaires par assimilation de données : préparation de la mission SWOT

par Florian Le Guillou

Projet de thèse en Océan, Atmosphère, Hydrologie

Sous la direction de Emmanuel Cosme.

Thèses en préparation à l'Université Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale terre, univers, environnement (Grenoble) , en partenariat avec Institut des Géosciences de l'Environnement (laboratoire) depuis le 06-12-2018 .


  • Résumé

    Les cartes actuelles de topographie de surface de l'océan, indispensables pour de nombreuses applications climatiques, sont actuellement conçues en interpolant linéairement, en temps et en espace, les observations altimétriques satellitaires. Pour la mission altimétrique de nouvelle génération SWOT, prévue pour lancement en 2021, ce procédé sera certainement insuffisant. L'objectif de cette thèse est de développer une méthodologie permettant d'introduire de la dynamique océanique dans le processus d'interpolation, basée sur de l'assimilation de données.

  • Titre traduit

    Merging satellite altimetry observations by data assimilation: preparation of the SWOT mission


  • Résumé

    Les futures observations altimétriques SWOT pourraient révolutionner notre compréhension des processus turbulents océaniques, à partir desquels la sous-méso-échelle (échelles kilométriques) joue un rôle essentiel dans la dissipation de l'énergie cinétique et l'échange des propriétés entre la surface de l'océan et l'océan profond. Par exemple, la connaissance du champ de vitesse actuel et de ses gradients permettra d'estimer les taux de mélange qui contrôlent les cascades d'énergie entre les différentes échelles. Ces potentialités seront réalisées si nous pouvons déduire des cartes de la vitesse des courants à petite échelle et de leurs gradients à partir des observations SWOT de la topographie de surface des océans. Les cartes de la topographie de la surface de l'océan et des courants sont produites depuis près de 20 ans par le consortium AVISO dans le cadre du projet DUACS. Le système DUACS, unique au monde, traite les données altimétriques satellitaires disponibles pour produire ces cartes. Ce traitement repose notamment sur une interpolation statistique des données existantes, dans l'espace et dans le temps. Compte tenu de la densité de ces données réparties le long de traces linéaires, la résolution spatiale de 1/4° obtenue à partir de ces cartes ne permet pas la résolution d'échelles dynamiques inférieures à 200 km. En 2021, la mission altimétrique SWOT (Surface Water and Ocean Topography, NASA/CNES) de nouvelle génération sera lancée, qui fournira des images SSH à une résolution kilométrique, pouvant résoudre des dynamiques à une échelle de 10 à 50 km. SWOT pourrait ainsi ouvrir la voie à l'élaboration de cartes de la topographie de la surface de l'océan, de la vitesse du courant et des gradients de vitesse à une résolution permettant l'étude des processus sous-méso-échelle. Mais la méthode d'inversion par interpolation statistique mise en œuvre dans le système DUACS actuel sera très certainement insuffisante pour traiter efficacement ces données. Le doctorat s'inscrit dans le cadre d'un projet de développement du système DUACS afin de le rendre capable de traiter au mieux les données SWOT, en introduisant explicitement des informations sur la dynamique des océans, sous forme d'assimilation de données avec un modèle simple, par exemple de type quasi géostrophique.