Doctorant (H/F) en océanographie/Glaciologie : Dynamique de la banquise: régimes, origine et impacts

Sujet de thèse :
La dynamique de la banquise est régie par un ensemble de processus mécaniques et d'interactions complexes avec l’océan et l’atmosphère. Les propriétés qui la caractérisent ont été établies grâce à l’analyse d’observations satellites sur une gamme d’échelle allant de 10km à environ 1000km, et de l’échelle journalière à saisonnière. En particulier, des propriétés d’invariance d’échelle ont pu être mises en évidence sur l’ensemble de ce spectre spatio-temporel. Il n’est cependant pas encore clair jusqu’à quelle échelle ces propriétés s’étendent. En effet, en particulier aux échelles kilométrique/sub-kilométrique, la banquise ne peut plus être considérée comme un objet continu du point de vue mécanique. On observe plutôt un état granulaire de celle-ci, qui est alors composée d’un assemblage de fragments de glace ou « floes ». Au gré de leurs dérives respectives, les floes interagissent mécaniquement les uns avec les autres via une dynamique de contacts, processus fondamentalement différent des processus de friction le long de failles cisaillantes qui semblent contrôler les mouvements de la banquise à plus grande échelle. Aux petites échelles, la quantité d’observations disponibles reste trop faible pour une étude robuste. Une nouvelle génération de modèle numérique de banquise a justement été récemment développé pour étudier, entre autres, le comportement réaliste de la dynamique d’un assemblage de floes, sur la base d’une approche granulaire.

L’objet de cette thèse sera donc d’explorer les propriétés de la dynamique de la banquise aux échelles kilométrique/sub-kilométrique et sub-journalière en s’appuyant sur ces nouvelles approches de modélisation et plus spécifiquement le code FloeDyn développé ces dernières années au LJK/Grenoble et plus récemment à Sorbonne Université/Paris dans le cadre du projet SASIP. Il sera opportun de vérifier si un changement de régime dynamique s’opère à ces échelles, quelles en sont les caractéristiques, et l’origine. On se placera pour cela dans le cadre du concept de « turbulence solide » qui semble être tout à fait pertinent pour caractériser la dynamique de la banquise à travers une très grande gamme d’échelle, depuis celle d’un assemblage de floes, a celle d’un bassin océanique. De plus, une étude plus fine sur l’importance du couplage mécanique entre la banquise et la couche limite océanique sous-jacente pourra être menée.

Ce travail mènera à une meilleure compréhension et caractérisation de la dynamique de la banquise et de ses interactions avec l’océan sous-jacent. Il permettra éventuellement d’améliorer la paramétrisation de la rhéologie intégrée dans les modèles de banquise grande échelle actuels, en particulier ceux utilisés pour la prévision temps-réel et/ou dans le contexte de simulations climatiques couplées.

Sur les deux premières années, cette thèse s’inscrira dans le cadre du projet international SASIP (https://sasip-climate.github.i
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