Contrat doctoral - Dynamique des nutriments, oxygène et carbone dans l'océan Indien occidental F/H — Institut de Recherche pour le Développement

Objectif

L’objectif général est de comprendre et de quantifier comment la circulation océanique et les processus physiques à fine échelle contrôlent le transport des nutriments et les cycles de l’oxygène et du carbone dans l’océan Indien occidental, ainsi que la réponse de ces mécanismes à la variabilité et au changement climatiques.

Les travaux s’articuleront autour de trois objectifs complémentaires :

Dynamique des nutriments et transport physique : Quantifier le rôle des tourbillons de mésoéchelle, des courants de bord, du mélange vertical et de la circulation induite par les îles dans la redistribution des nutriments et leur apport à la zone euphotique.

Cycles de l’oxygène et du carbone : Étudier les mécanismes physiques et biologiques qui contrôlent la variabilité de l’oxygène et du carbone inorganique dissous, notamment la production primaire, la respiration, la reminéralisation, les échanges air–mer et l’export de carbone.

Variabilité et changement climatiques : Évaluer comment le réchauffement, les modifications de la stratification et de la circulation influencent la disponibilité des nutriments, la ventilation en oxygène et la chimie du système carbonaté, en portant une attention particulière aux environnements régionaux et insulaires.

Méthodologie

La thèse s’appuiera sur le modèle couplé physique–biogéochimique CROCO–PISCES, à travers des configurations régionales emboîtées couvrant l’océan Indien occidental, Madagascar, le canal du Mozambique et les systèmes insulaires, notamment La Réunion–Maurice et les Comores–Mayotte.

Les travaux combineront des simulations numériques à haute résolution, des analyses des bilans physiques et biogéochimiques, ainsi que des comparaisons entre modèles et observations, à partir de produits satellitaires et de mesures régionales in situ disponibles.

Des simulations historiques et des expériences de régionalisation climatique seront utilisées pour étudier la variabilité actuelle et les évolutions futures potentielles. Une attention particulière sera portée à la distinction entre les contributions du transport physique et celles des transformations biologiques, ainsi qu’à l’identification des mécanismes dominants aux différentes échelles spatiales et temporelles.

Résultats attendus

Ce projet permettra d’améliorer notre compréhension des mécanismes physiques qui contrôlent la disponibilité des nutriments et les cycles de l’oxygène et du carbone dans l’océan Indien occidental. Il fournira des évaluations quantitatives de la variabilité biogéochimique régionale et de sa sensibilité au changement climatique, contribuant ainsi aux futures études sur l’acidification, la désoxygénation et la vulnérabilité des habitats marins.

Vous avez développé les compétences suivantes :

Solides connaissances en océanographie physique, dynamique des fluides et biogéochimie marine.

Bonne compréhension de la circulation océanique, des cycles des nutriments et de la dynamique du plancton.

Compétences en programmation scientifique (Python, Fortran).

Expérience en analyse de données scientifiques, visualisation et méthodes statistiques.

Solides bases en mathématiques et méthodes numériques.

Expérience des modèles de circulation océanique (CROCO, ROMS, NEMO ou MITgcm).

Familiarité avec les modèles biogéochimiques marins (PISCES, ECO3M ou équivalents).

Connaissance des processus océaniques de mésoéchelle et de sous-mésoéchelle.

Expérience des environnements Linux, du calcul haute performance (HPC) et du calcul parallèle.

Familiarité avec les observations satellitaires, les données océanographiques et les méthodes de validation des modèles.

Vous faites preuve des qualités humaines suivantes :

Solides capacités d’analyse et de résolution de problèmes.

Curiosité scientifique, autonomie et volonté d’apprendre.

Aptitude à travailler en équipe dans un environnement de recherche international.

Bonnes capacités de communication scientifique en anglais. Niveau B2-C1

Vous êtes titulaire d’un diplôme de niveau 7 Master ou diplôme d’ingénieur dans les domaines suivants : océanographie physique, dynamique des fluides et biogéochimie marine

CONTEXTE

L’océan Indien occidental (WIO) est caractérisé par une circulation océanique de mésoéchelle intense, de fortes interactions entre les courants océaniques et une topographie complexe, ainsi que par une grande diversité d’écosystèmes côtiers et insulaires. Ces processus physiques influencent l’apport en nutriments, la production primaire, la distribution de l’oxygène et le cycle du carbone marin. Cependant, leurs contributions respectives à la variabilité biogéochimique régionale restent encore mal comprises, notamment aux fines échelles spatiales.

Le changement climatique devrait modifier la stratification, la circulation, la ventilation et la productivité biologique de l’océan, avec des conséquences potentiellement importantes sur la disponibilité en oxygène, l’acidification des océans et la vulnérabilité des écosystèmes marins.

Cette thèse étudiera les interactions entre la dynamique océanique et les cycles biogéochimiques à l’aide de configurations régionales à haute résolution du modèle couplé CROCO–PISCES.

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