Dynamique et variabilité du front d'Ouessant, approche observationnelle

Dynamics and variability of the Ushant tidal front from observations

• Auteur / Autrice : Tanguy Szekely
• Direction : Yves Morel, Louis Marié
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanographie physique
• Date : Soutenance le 18/12/2012
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer (Plouzané, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de physique des océans (Plouzané, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Alain Colin de Verdière
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yves Morel, Louis Marié, Alain Colin de Verdière, Pascale Bouruet-Aubertot, Xavier Durrieu de Madron, Franck Dumas, Alexei Sentchev
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pascale Bouruet-Aubertot, Xavier Durrieu de Madron

Mots clés

Mots clés contrôlés

Iroise, Mer d' (France)

Courants marins

Mots clés libres

Mer d’Iroise

Front de marée

Mesures in-situ

Mesures radar

Dérive de Stokes

Courant résiduel de marée

Ajustement géostrophique

Cycle de mortes-eaux/vives-eaux

Iroise sea

Tidal front

In-situ measurements

HF radar measurements

Wave induced Stokes drift

Geostrophic adjustment

Fortnightly cycle

Résumé

La compréhension de la dynamique et la variabilité des courants en mer d’Iroise est en enjeu majeur pour l’exploitation du rail maritime d’Ouessant. Celle-ci passe par une analyse du développement du front saisonnier d’Ouessant, qui sépare les eaux homogènes situées le long de la côte des eaux stratifiées au large. Cette thèse se base sur les nombreuses mesures récoltées pendant les campagnes FROMVAR successives et porte particulièrement sur l’étude de la dynamique et de la variabilité de front de température. Tout d’abord, une partie des mesures de température et de salinité réalisées pendant les campagnes FROMVAR 2009, 2010 et 2011 sont analysées afin de comprendre le contexte hydrologique dans lequel se place le front d’Ouessant. Dans un premier temps, une comparaison entre les observations à l’échelle du plateau continental réalisées en 2010 et 2011 est menée. Un travail similaire porte ensuite sur les masses d’eau formant le front d’Ouessant, observées en 2009 et 2010.Une seconde étude a pour but d’identifier la dynamique des courants basse fréquence observés par les radars HF, en mer d’Iroise. Le jeu de données de 4 ans d’observations radar est traité afin de réduire au maximum les effets des vagues et du vent sur les courants observé, et les observations correspondant aux périodes hivernales et estivales sont comparées. La comparaison de courants mesurés par des ADCP avec les courants géostrophiques attendus dans l’hypothèse d’un ajustement du front permet ensuite de discuter de la dynamique de celui-ci.Enfin, des mesures de dissipation de l’énergie cinétique turbulente réalisées pendant la campagne FROMVAR 2009 permettent d’étudier la variation du mélange pendant le cycle de vives-eaux/mortes-eaux. Une étude de la variabilité des courants basses fréquences calculés dans cette zone par un modèle réaliste permet d’étudier le lien entre les courants résiduels de marée et la position du front pendant le cycle de vives-eaux/mortes-eaux.

The understanding of the dynamics and variability the Iroise sea current in a key issue for the naval security on the western part of the English Channel. The Ushant tidal front is a central element of the Iroise sea, which separates the coastal homogeneous waters from the seasonally homogenized waters located offshore. This thesis is based on numerous measurements made during the FROMVAR 2009, 2010 and 2011 cruises, and studies the dynamics and the variability of the Ushant front.First, the temperature and salinity measurements collected during the FROMVAR cruises are analyzed in order to observe the water masses surrounding the Ushant front. Observations covering the whole continental shelf are studied first, using data collected during the FROMVAR 2010 and 2011 cruises. A second study focused on the water masses which makes the Ushant front in the Iroise sea.Then, the surface currents observed by HF radars are analyzed in order to study the dynamics related to the low frequency residual currents in the Iroise sea. The influence of the wave induced Stokes drift on surface currents is first studied in order to avoid the influence of wave on the observed currents.The dynamics of the observed surface currents is then discussed thanks to the comparison of winter and summer measurements, for various tidal ranges. The vertical shear measured by an ADCP close to the front is finally compared to the vertical shear corresponding to the geostrophic adjustment of the front.Last, kinetic energy dissipation rate measurements collected during the FROMVAR 2009 cruise are exposed to study the fortnightly variability of turbulent mixing. A study of the variability of modeled currents during the fortnightly cycle is then performed in order to discuss the influence of ageostrophic cross-front currents on the fortnightly displacement of the bottom front.