Soutenance de thèse - Madame Camille MAZOYER

Le Bureau des Études Doctorales a le plaisir de vous informer que

Madame Camille MAZOYER

Doctorante aux laboratoires M.I.O. et IMATH

sous la direction de

Madame Anne MOLCARD, Professeur des Universités, Université de Toulon, Directrice de thèse,

et

Monsieur Cédric GALUSINSKY, Professeur des Universités, Université de Toulon, Codirecteur de thèse,

coencadrée par Monsieur Sofiane MERADJI, Ingénieur de Recherche et Monsieur Yann OURMIERES, Maitre de conférences-HDR

soutiendra publiquement sa thèse en vue de l’obtention du

Doctorat en Sciences de l’Univers

Spécialité « Océanographie »

sur le thème suivant :

« Modélisation des flux et du transport de polluants dans la rade de Toulon »

Lundi 04 février 2019 à 14h00

à l’Université de Toulon – Campus de La Garde –Amphi du bâtiment M

devant un jury composé de :

M. Christophe MAES, Chargé de Recherche, Université de Bretagne Occidentale-IRD (France), Rapporteur

M. Christophe LETT, Directeur de Recherche, IRD France Sud (France), Rapporteur

M. Marcello MAGALDI, Chercheur, ISMAR-CNR, (Italie), Examinateur

Mme Anne MOLCARD, Professeur des Universités, Université de Toulon (France) , Directrice de thèse

M. Cédric GALUSINSKY, Professeur des Universités, Université de Toulon (France) , Co-directeur de thèse

M. Yann OURMIERES, Maitre de Conférences-HDR, Université de Toulon (France) , Co-encadrant

Résumés :

Cette thèse s’est intéressée aux processus hydrodynamiques dans une baie semi-fermée telle que la Rade de Toulon et leurs importances pour la dispersion de contaminants dissous.

Pour cette étude, une configuration à très haute résolution (100 m de résolution spatiale) nommée TBAY100, basée sur le modèle de circulation océanique MITgcm a été mise en place. Un emboîtement multi-modèle a été effectué pour arriver à une telle résolution, en partant d’une configuration NEMO-GLAZUR64 à 1.3 km de la Méditerranée Nord-Occidentale puis NEMO-NIDOR à 400 m du littoral Varois pour forcer correctement les frontières de TBAY100. Dans un premier temps, une analyse mathématique a permis de quantifier les échanges d’énergie pour un système simplifié pour ensuite étendre cette réflexion à la Rade de Toulon et mieux comprendre les échanges aux frontières ouvertes du domaine. Cette configuration a été ensuite validée avec diverses observations dont des données d’ADCP et des trajectoires de flotteurs géolocalisables dérivants. Des schémas de circulation typiques dépendant des conditions hydrodynamiques et météorologiques ont été dégagés.

Dans un deuxième temps, nos recherches se sont portées sur les processus de distribution de polluants en s’appuyant sur des prélèvements chimiques, principalement le cuivre relargué par les peintures-antifouling. Les hypothèses de contamination (sources et taux) ont fait l’objet d’un travail collaboratif avec une équipe de chimie. Le transport des contaminants a été analysé à l’aide de traceurs passifs implémentés dans TBAY100 et a abouti à 4 schémas de dispersion de polluants indiquant un export soit vers le Courant Nord, soit vers le Parc National Marin de Port-Cros, ainsi qu’une rétention des polluants dans la Grande Rade de Toulon. Cette maquette pourra avoir d’autres applications sociétales importantes puisqu’elle peut servir d’outil de prédiction de courants et de dispersion de contaminant dans la Rade de Toulon.

Mot clés :

Baie semie-fermée, circulation côtière, circulation dirigée par le vent, dispersion de contaminant, MITgcm, Rade de Toulon

Wind-driven circulation and contaminant dispersion in a semi-enclosed bay : case study of the Toulon bay

This doctoral research aim was to study hydrodynamic processes in a semi-enclosed bay such as the Toulon bay and their importance for the dispersion of dissolved contaminants.

For this study, a very high resolution (100 m spatial resolution) configuration named TBAY100, based on the MITgcm ocean circulation model, was implemented. A multi-model nesting was carried out to work at such a resolution, starting from a 1.3 km NEMO-GLAZUR64 configuration of the North-Western Mediterranean then a 400 m NEMO-NIDOR configuration of the Var coastline to correctly force the TBAY100 boundaries. Firstly, a mathematical analysis aimed to quantify energy exchanges for a simplified system then this analysis has been extended to the Toulon bay to better understand the exchanges at the domain open boundaries. This configuration was then validated with various observations including ADCP data and drifting geolocalisable buoys. Typical circulation patterns depending on hydrodynamic and meteorological conditions have been identified.

In a second step, our research focused on pollutant distribution processes relying on chemical samples, mainly copper released by antifouling paints. Contamination hypotheses (sources and release rates) were part of a collaborative work with a chemistry team. Contaminants transport was analyzed using passive tracers implemented in TBAY100 and resulted in 4 pollutant dispersion patterns indicating an export to either the Northern Current or the Port-Cros Marine National Park, as well as a retention of pollutants in the Toulon Large Bay. This configuration may have important societal applications since it can serve as a tool for predicting currents and contaminant dispersion in the Toulon bay.

Keywords :
Semi-enclosed bay, coastal circulation, wind-driven circulation, contaminant dispersion, MITgcm, Toulon Bay