Thèse: Étude numérique et expérimentale des écoulements de convection thermique dans les lacs sous-glac

Sujet de thèse :
La dynamique de l’hydrosphère terrestre, et en particulier les circulations aux grandes échelles des océans et lacs sous-glaciaires, est façonnée par les conditions de température et de flux de chaleur aux interfaces. Par exemple, la différence de température de surface entre l’équateur et les pôles contribue à la circulation méridienne de retournement atlantique (AMOC), tandis que les variations d’épaisseur des calottes glaciaires peuvent engendrer des écoulements similaires dans les lacs sous-glaciaires. Les circulations au sein des océans et lacs sous-glaciaires peuvent connaître des changements brutaux lorsque les conditions de forçage évoluent, comme avec la hausse des températures de l’air en surface due au changement climatique. Dans ce projet, nous cherchons à caractériser les différents régimes dynamiques des composantes clés de l’hydrosphère terrestre, à identifier les seuils de transition entre ces régimes dans l’espace des paramètres, et à étudier la nature de ces transitions. Nous étudierons principalement des modèles idéalisés des océans et lacs sous-glaciaires, intégrant les processus physiques essentiels aux environnements de surface et sous-glaciaires. Les résultats attendus incluent une meilleure compréhension des circulations au sein des océans et lacs sous-glaciaires, une évaluation de l’impact du changement climatique sur les changements abruptes de ces systèmes, ainsi qu'une caractérisation fine des processus aux petites échelles impactant la dynamique grande échelle, permettant une amélioration de leur représentation, ou paramétrisation, dans les modèles climatiques. Pour plus d’informations : https://www.ens-lyon.fr/PHYSIQUE/theses/Documents/sujet-salort-2026
Contexte :
Cette offre de thèse s’inscrit dans le cadre du projet de recherche doctorale conjoint :
« Changements de régime induits par la température dans l’hydrosphère terrestre : apports des modèles océaniques et des lacs sous-glaciaires », mené entre le CNRS et l’Université de Melbourne, qui finance deux thèses.
La thèse proposée ici sera principalement basée à Lyon et combinera expériences en laboratoire et simulations numériques pour caractériser la dynamique des lacs sous-glaciaires (thèse Lyon). Ces lacs, situés à la base des calottes glaciaires de l’Antarctique et du Groenland, présentent un intérêt majeur pour la dynamique des fluides, la glaciologie, la paléoclimatologie et l’astrobiologie.
L’autre thèse, basée à l’Université de Melbourne, se concentrera sur des modèles idéalisés de la circulation océanique à grande échelle, à l’aide de simulations numériques (thèse Melbourne). Un programme d’échange est prévu entre les deux institutions : le ou la doctorant·e de Lyon passera sa troisième année à Melbourne, afin de bénéficier de l’expertise du Dr. Vreugdenhil dans la réalisation de simulations à haute résolution (LES) des écoulements de convection thermique. Des échanges réguliers entre l
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