Étude numérique des algorithmes de couplage océan-atmosphère avec prise en compte des paramétrisations physiques de couches limites

Mots clé :

• méthodes de décompositions de domaine
• paramétrisations de la turbulence

Les interactions océan-atmosphère jouent un rôle majeur dans de nombreux phénomènes géophysiques comme les cyclones tropicaux ou le changement climatique. De récentes études montrent que les méthodes actuelles pour réaliser ce couplage dans les modèles numériques sont mathématiquement peu satisfaisantes. Comme alternative pour mieux représenter l'interaction entre ces deux milieux, nous proposons dans cette thèse d'appliquer un processus itératif, plus précisément les algorithmes de Schwarz issus des méthodes de décomposition de domaine. Dans notre contexte, les systèmes mis en jeu sont très complexes et nécessitent des simplifications pour être étudiés analytiquement. Ces simplifications nous amènent à considérer un couplage 1D vertical de deux équations de type diffusion. La paramétrisation des phénomènes turbulents dans l'océan et l'atmosphère, et particulièrement à leur interface, fait apparaître des particularités propres à cette application. Une première particularité est de considérer des coefficients de viscosité non constants en espace, et discontinus à l'interface. Une deuxième particularité est de considérer la rotation terrestre, via l'effet de Coriolis. Enfin, une troisième particularité de notre modèle est que les échanges à l'interface sont traités de manière complexe et créent des non-linéarités dans le modèle couplé via les conditions d'interfaces.

Directeurs:

• Mr Florian Lemarié (Chargé de recherche - INRIA )
• Mr Eric Blayo Nogret (Professeur - Université Grenoble Alpes )

Raporteurs:

• Mr Martin Gander (Professeur - Université de Genève )
• Mr Emmanuel Audusse (Maitre de conférence - Université Paris 13 )

Examinateurs:

• Mme Veronique Martin (Maitre de conférence - Université Jules Verne, Amiens )
• Mr Didier Bresch (CNRS Chambéry )