v2.7.0 (4283)

Enseignement thématique - DFE11 : Océan bleu: dynamique des fluides géophysiques

Domaine > Sciences de la vie et de la terre, Sciences de la terre et génie de l'environnement.

Descriptif

Le cours DFE11 « Océan bleu » aborde la dynamique des océans et leurs grands équilibres. Il utilise des modèles mathématiques simples pour illustrer les principes dynamiques fondamentaux de la circulation océanique. Les grandes simplifications des équations de la mécanique des fluides en repère tournant sont discutées. L'accent est mis sur l'étude des mouvements océaniques de grande échelle et moyenne échelle : théorèmes de base, vorticité potentielle, approximation quasi-géostrophique, ondes plénétaires, ...
Ces concepts sont appliqués à l'interprétation de quelques traits de la circulation océanique: ajustement vers la géostrophie, ondes et instabilité barocline, circulation due aux vents. Le cours associe des exposés magistraux et la réalisation d'un projet par groupe de 3 utilisant un modèle numérique mis à disposition.

Objectifs pédagogiques

L’objectif du cours DFE11 est de vous faire découvrir l'océanographie par la « dynamique des fluides géophysiques » (DFG) (Geophysical Fluid Dynamics (GFD) en anglais) par des cours magistraux et par un projet conduit par groupe sur toute la durée du cours à l’aide d’un code numérique très simple. Le cours met l'accent plutôt sur la circulation des océans et présente ainsi quelques grands processus et phénomènes de la dynamique océanique de grande échelle, comme le Gulf Stream et El Niño, ainsi que les approximations des équations de la mécanique des fluides qui permettent de les modéliser de façon simple et les théories qui en découlent.

De façon générale, la DFG concerne l'étude des enveloppes fluides des planètes – leur atmosphère, leurs océans, leur cryosphère, voire leur magma – avec les outils de la mécanique des fluides et de la thermodynamique. Elle utilise donc des équations qui vous sont familières, mais avec des simplifications qui permettent de mieux comprendre les équilibres entre forces et les bilans d'énergie qui expliquent les écoulements observés d'un fluide stratifié dans un repère tournant.

Chaque groupe choisit dans la liste un projet ou propose un sujet que votre culture scientifique ou les transparents des exposés magistraux ou bien encore les livres d'Introduction à la DFG disponibles sur le dépôt du cours vous inspirent.

Les groupes disposent pour conduire leur projet d’un code en « eau peu profonde » ou « shallow water » à une seule couche écrit en Fortran. Ce modèle dynamique est un des plus simples qu'on puisse imaginer en DFG, mais il contient une grande partie de l'essence de ces écoulements.

 

226 heures en présentiel

effectifs minimal / maximal:

/20

Diplôme(s) concerné(s)

Format des notes

Numérique sur 20

Littérale/grade européen

Pour les étudiants du diplôme Diplôme d'Ingénieur de l'Ecole Nationale Supérieure de Techniques Avancées

Le rattrapage est autorisé (Max entre les deux notes écrêté à une note seuil)
  • le rattrapage est obligatoire si :
    Note initiale < 6
  • le rattrapage peut être demandé par l'étudiant si :
    6 ≤ note initiale < 10
L'UE est acquise si Note finale >= 10
  • Crédits ECTS acquis : 1.25 ECTS
  • Scientifique acquis : 1.25

Le coefficient de l'UE est : 1

La note obtenue rentre dans le calcul de votre GPA.

L'UE est évaluée par les étudiants.

Programme détaillé

0 - Océan Bleu, Ocean Vert : Présentation de l'ET et du projet
I - Objectifs et organisation du cours: Bilan thermique. Echelles et nombres adimensionnels
III - Equations primitives. Equilibre géostrophique
IV- Vorticité potentielle. Ondes de Kelvin
V - Ondes de Poincaré. Ajustement. Ondes de Rossby
VI - Compléments pour les projets

Mots clés

Dynamique de l'ocean; Equations primitives; Equilibre géostrophique; Modéle numérique de Saint-Venant
Veuillez patienter