Apport de l'altimétrie à l'étude des tourbillons à méso et subméso-échelle : application régionale au Golfe de Gascogne

Le Golfe de Gascogne, en Atlantique Nord Est, est le lieu d'une dynamique complexe dans laquelle le courant de pente influe le développement de structures (sub)méso-échelles, contribuant aux échanges des eaux et traceurs océaniques entre le plateau continental et le large. Grâce aux séries temporelles et sa précision, l'altimétrie est idéale pour observer de tels processus. Ici, il est nécessaire de bénéficier des récents travaux sur l'altimétrie côtière pour étudier cette dynamique. Une méthode d'analyse en ondelette a été développée pour déterminer l'observabilité de ces processus: ceux-ci sont sous-évalués sur les cartes de niveau de la mer actuelles. Une méthode de cartographie, adaptée aux échelles régionales de variabilité a été mise en place sur une période de couverture spatiale optimale (4 satellites, 2002-2005). Les cartes régionales ont ensuite été sujettes à une intercomparaison à des observations indépendantes (in-situ ou satellite). La cartographie fine échelle améliore les estimations d'énergie cinétique tourbillonnaire par rapport aux données standard ainsi que la variabilité du courant de pente. Les filaments, déduits des exposants de Lyapunov dérivés de nos cartes, sont cohérents avec les images satellites. Le suivi d'un épisode de détachement de tourbillon fine-échelle (< 50 km) du courant de pente est rendu possible par l'utilisation combinée des cartes altimétriques régionales, des images satellites et des données in-situ. L'analyse de la variabilité spatiale et temporelle de ces dynamiques est ensuite faite. Cette thèse ouvre des perspectives en termes d'observations, avec des pistes d'amélioration de la cartographie et des budgets d'erreurs. Cette méthodologie peut être étendue à d'autres zones d'études, et données altimétriques. Ces cartes régionales fournissent une observation importante pour l'interprétation de la physique océanique du Golfe de Gascogne ainsi que pour la validation des modèles régionaux.
The Bay of Biscay, in the North East Atlantic, is the scene of a particularly complex ocean dynamics in which the slope current plays a role in the development of (sub)mesoscale structures offshore, contributing to water exchanges between the continental shelf and the open ocean. Thanks to long time series and its precision, altimetry is an ideal tool to their observation. Due to the regional dynamics, it is necessary to benefit from recent advances in coastal altimetry. First, wavelet analysis was developed to determine the observability of the (sub)mesoscale: these processes are currently under evaluated in maps of sea level. A regional fine scale mapping methodology was then put in place over a period of optimal spatial coverage (4 satellites, 2002-2005). Regional maps were then the subject of intense intercomparison using independent observations (in-situ & satellite). Fine-scale mapping improve regional estimates of eddy kinetic energy levels compared to standard data as well as the of the slope current variability. Filaments based on the Lyapunov exponents, derived from our regional maps, are more consistent with satellite images. A sequence of fine-scale eddy detachment from the slope current is made possible by the combined use of regional sea level maps, satellite images and in-situ data. The spatial and temporal variability of the meso and submeso-scale dynamics can then be studied and phase lags are observed between the continental slope and offshore variability. Finally, this thesis opens up the perspective of observations, including the provision of areas for the development of regional mapping methodologies and the improvement observational error budgets. These methodological developments can be extended to other regions and altimetry datasets. Regional maps provide an important observation for the interpretation of the Bay of Biscay ocean dynamics and for the validation of regional models.