Félicitations à Guillaume Koenig (OPLC) qui soutenu sa thèse le Vendredi 19 Novembre 2021

Sur le sujet suivant :
"Etude de la circulation hydrodynamique d'un lagon étroit de Nouvelle-Calédonie et utilisation d'algorithme stochastique pour l'identification de paramètres"
 
Directeur de thèse : Jean-Luc Devenon, Professeur AMU

Dans cette thèse, j'ai étudié l'hydrodynamique du lagon de Ouano en Nouvelle-Calédonie. Pour ce faire, j'ai implémenté un nouvel algorithme d'identification de paramètres. Le déferlement des vagues sur la barrière corallienne et les marées dominent l'hydrodynamique du lagon de Ouano. Je voulais évaluer leur impact relatif sur l'échange d'eau avec l'océan.

Plusieurs études ont été menées dans le lagon auparavant. Je me base sur leur résultats pour la circulation et les outils de modélisations qu'elles ont mis en place dans ma thèse. Notamment, je réutilise le modèle CROCO ( Coastal Regional Ocean COmmunity) de C. Chevalier. J'utilise aussi des données récoltées dans le lagon en 2016. Malgré ces travaux préalables, il reste des incertitudes sur la quantité d'eau amenée dans le lagon par le déferlement des vagues et la marée. De plus, la paramétrisation du déferlement, de la friction sur le récif et les conditions aux bords de marée sont incertaines dans le modèle numérique.

Pour améliorer ces paramétrisations, ou même d'autres paramètres, j'ai implémenté et testé un nouvel outils. Cet outil était un algorithme stochastique d'identification de paramètres, l'algorithme Simultaneous Pertubations Stochastic Approximations (SPSA).

Nous avons d'abord testé différentes versions de l'algorithme dans des environnements controlés, et notamment avec un modèle de turbulence unidimensionnel. J'ai ensuite utilisé cet algorithme pour identifier des conditions aux bords avec un modèle tidal linéaire du lagon de Ouano. Enfin, j'ai utilisé l'algorithme pour étudier l'impact du déferlement des vagues sur les courants mesurés comme des courants de marée dans le lagon de Ouano.

J'ai montré que les courants de marée et de déferlement pouvaient être confondus dans le lagon de Ouano. Une partie des courants dus au déferlement acquiert une fréquence de marée à cause de la modulation du niveau d'eau sur le récif. J'ai étudié cette modulation et l'impact qu'elle avait sur les mesures de phass et de vitesse de courants de marée dans le lagon.

Le modèle de turbulence pourrait être utilisé pour étudier le cisaillement vertical des courants avec une fréquence de marée derrière le récif. Cela nous aidera à différencier encore plus finement les courants de marée des courants dus au déferlement, bien qu'ils aient parfois la même fréquence. Le modèle linéaire de marée pourrait être utilisé pour améliorer les conditions aux bords du modèle CROCO, plus réaliste.

Le travail présenté ici a amené à plusieurs publications: Deux papiers ont été publiés et un a été soumis. L'algorithme SPSA a été implémenté sur un superordinateur et codé de façon à pouvoir être utilisé dans d'autres contextes. Nous avons d'ailleurs utilisé ce code avec un autre modèle biogéochimique.

Mots clés : Zone mésotidale, méthodes inverses d’assimilation, océanographie côtière, barrière corallienne

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