Topic description
Ce projet de thèse porte sur la reconstruction des paléocourants océaniques par une approche innovante de mécanique des fluides numérique (CFD). Le plateau de Demerara situé entre et m de profondeur au large de la Guyane, présente des dépôts et structures sédimentaires (appelées « rides », et « comètes ») dont l'évolution morphologique est directement associée à la dynamique de la North Atlantic Deep Water (NADW) qui régule le climat à l'échelle planétaire. Par conséquent, ces structures métriques à kilométriques sont une archive naturelle de la dynamique globale des courants en latitude tropicale.
L'originalité majeure réside dans l'utilisation d'une approche diphasique de type Euler-Euler (via le code SedFoam), permettant de simuler simultanément la phase fluide et la phase sédimentaire
ainsi que leur couplage pour comprendre et modéliser l'évolution des structures sédimentaires en fonction des conditions de courant. Les tailles de grains nécessaires à la réalisation de ce modèle seront celles directement relevées sur site (carottes sédimentaires CALYPSO allant jusqu'à 30m d'enregisytrement vertical). Cette méthode permet de capturer des interactions physiques fines (traînée, turbulence, collisions) pour établir un lien quantitatif entre les courants et les dépôts/structures observés.
La thèse s'articule autour de deux axes complémentaires : (i) L'étude des processus sédimentaires actuels pour valider les modèles numériques sur des cas réels comme les structures en 'comètes' ou « rides de courant » ; (ii) La reconstruction des dynamiques passées à partir de carottes et profils sismiques haute résolution issus des campagnes océanographiques DIADEM et IGUANES, couvrant des échelles de temps géologiques.
Une stratégie multi-échelle sera mise en œuvre : les simulations fines (SedFoam) calibreront des modèles morphodynamiques plus rapides (SedExnerFoam), puis des modèles réduits (réseaux de neurones) pour explorer de larges paramètres notamment la variabilité temporelle. Enfin, une approche inverse identifiera les régimes de courants les plus probables.
L'enjeu scientifique est le suivant : étudier l'évolution des vitesses de circulation de la North Atlantic Deep Water (NADW) au cours du temps pour retracer l'impact de la fonte des glaces arctiques sur la vitesse de cette circulation océanique. En combinant sédimentologie et modélisation CFD avancée, ce travail vise à fournir des données pour les modèles climatiques et la compréhension des futurs changements.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
This PhD project focuses on the reconstruction of oceanic paleocurrents using an innovative computational fluid dynamics (CFD) approach. The primary study site is the Demerara Plateau, located off the coast of French Guiana, where sedimentary structures (ripples, comet marks) act as natural archives recording the dynamics of the tropical Atlantic.
The main originality lies in the use of a two-phase Euler–Euler approach (via the SedFoam code), enabling the simultaneous simulation of both the fluid phase and the sediment phase, as well as their coupling. This method captures fine-scale physical interactions (drag, turbulence, collisions) and establishes a quantitative link between currents and the observed deposits.
The PhD is structured around two complementary objectives: (i) the study of present-day sedimentary processes to validate numerical models against real cases such as “comet” structures; (ii) the numerical reconstruction of past dynamics based on high-resolution seismic profiles from the DIADEM and IGUANES projects, covering geological timescales.
A multiscale strategy will be implemented: high-resolution simulations (SedFoam) will calibrate faster morphodynamic models (SedExnerFoam), followed by reduced-order models (neural networks) to explore a wide range of temporal parameters. Finally, an inverse approach will be used to identify the most probable current regimes.
The scientific objective is to study the evolution of circulation speeds of the North Atlantic Deep Water (NADW) over time in order to trace the impact of Arctic ice melt on this ocean circulation. By combining sedimentology with advanced CFD modeling, this work aims to provide inputs for climate models and improve our understanding of future changes along continental margins.
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Début de la thèse : 01/10/
Funding category
Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)
Funding further details
Concours pour un contrat doctoral
En cliquant sur "JE DÉPOSE MON CV", vous acceptez nos CGU et déclarez avoir pris connaissance de la politique de protection des données du site jobijoba.com.