Mémoires de Master

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(Modélisation de zones côtières Corses)
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== Reconstruction d'images satellitaires incomplètes ==  
== Reconstruction d'images satellitaires incomplètes ==  

Revision as of 14:26, 3 April 2012

Les sujets de présentés ici sont des exemples de travaux qui peuvent être réalisés dans le cadre d'un travail de fin de Master.

Les étudiants qui auraient un sujet à proposer sont encouragés à le faire en nous contactant directement.

Contents

Modélisation de la dispersion de substances radioactives au large du Japon

Promoteurs: Alexander Barth, Jean-Marie Beckers (GHER)

Suite au tremblement de terre et au tsunami du 11 mars 2011, des isotopes radioactifs ont contaminé les zones côtières au large de la centrale nucléaire de Fukushima Daiichi. Cette contamination constitue un danger pour l’écosystème marine et pour la santé publique. Cette zone à l'est du Japon est une zone qui est dynamiquement très active à cause du courant Kuroshio. Ce courant peut être vu comme l'équivalent du Gulf Stream dans le Pacifique.

Le travail consistera en l'implémentation du logiciel d'interpolation spatiale DIVA dans la région à l'est du Japon. Après la recherche de données existant dans cette zone, le code de DIVA pourra être adapté afin de tenir compte:

  • d'une source (l'émission d'isotopes radioactifs par la centrale de Fukushima)
  • d'une décroissance radioactive, c'est-à-dire d'une réduction du nombre de noyaux radioactifs au cours du temps.

Les résultats seront comparés avec ceux obtenus avec des modèles numériques, notamment ceux du Nansen Environmental and Remote Sensing Center.


[1]

Modélisation numérique d’un tsunami en Océan Pacifique

Promoteurs: Alexander Barth, Jean-Marie Beckers (GHER)

Un tsunami est une onde océanique provoquée par un tremblement de terre, une éruption volcanique ou glissement de terrain près de la côte. Ces ondes atteignent la vitesse de 800 km/h dans l’océan profond et des amplitudes qui peuvent dépasser 25 m près des côtes. Les événements récents en Japon ont montré le grand potentiel dévastateur de ce phénomène. La modélisation numérique des tsunamis est un élément essentiel pour mitiger leur impact.

Ce mémoire consiste à implémenter un modèle bidimensionnel de l'Océan Pacifique à haute résolution spatiale. Selon l'intérêt de l'étudiant, ce modèle peut être basé sur un code déjà existant ou être un nouveau développement. Basé sur le tsunami du 11 Mars 2011, le modèle sera utilisé pour simuler le temps de propagation, l'amplitude, et les éventuelles zones d’interférences constructive ou destructive.

Etude de la propagation d'une nappe de pétrole au large des îles Canaries

En mars 2012, le Gouvernement Espagnol a approuvé l'exploitation de gisements de pétrole à environ 70 km au large des deux îles les plus orientales, Lanzarote et Fuertenventura. A l'aide d'un modèle numérique à haute résolution implémenté dans la région, on se propose d'étudier le déplacement d'une nappe de pétrole qui sortirait d'un gisement.

En particulier, on s'intéressera au temps nécessaire à la nappe pour atteindre les côtes (espagnoles ou marocaines), le détermination des zones les plus susceptibles d'être touchées, ainsi que l'influence de la direction et l'intensité du vent.

Modélisation de zones côtières Corses

Il s’agira d'implémenter un modèle hydrodynamique à 3 dimensions de la région corse, en utilisant la possibilité de modèles gigognes pour arriver une résolution spatiale de l'ordre de 100 m dans la baie de Calvi.

On partira d’un modèle gigogne existant qui descend à une résolution de 1 km en Mer Ligure et analysera la circulation dans la baie de Calvi à l'aide de traceurs numériques relâchés dans le modèle hydrodynamique.

Les résultats du modèle seront analysés grâce à la base données et au mât météo implanté sur la presqu'île de la Revellata.


Reconstruction d'images satellitaires incomplètes

Promoteur: Aida Alvera-Azcárate.

De nombreuses propriétés de la surface de l'océan peuvent être mesurées grâce aux capteurs présents sur les différents satellites en orbite autour de la terre: température, salinité, concentration en chlorophylle-a, etc. Toutefois, la présence de nuages dans l'atmosphère peut constituer un obstacle à l'observation par ces satellites. Il en résulte des sets de données comportant des trous aux emplacements de ces nuages. Une méthode permettant de reconstruire l'information absente dans ses trous est implémentée dans le software DINEOF, basé sur une décomposition des données en modes principaux.

Une description de la méthode et de ces applications est disponible sur la page reflexions de l'ULg.


Dans ce mémoire, on se propose d'appliquer DINEOF à la région de ???, parce que ...


Analyse multivariée de données biogéochimiques

Promoteur: Jean-Marie Beckers.

Tout modèle aux équations primitives, surtout en 3D, demande un ensemble de données pour le calibrer, valider, initialiser et contraindre. Pour les modèles hydrodynamiques, il s’agit d’abord des champs de température et de salinité (et dans une moindre mesure des courants). Ainsi, un grand nombre d’analyses de données hydrographiques ont produit des atlas à partir d’un grand nombre de profils (de l'ordre du million de profiles typiquement). Cette analyse de données a permis de créer des champs 3D utiles pour les modèles, notamment dans le projet MODB où des champs avaient été fournis pour le fonctionnement des modèles de circulation 3D en Méditerranée.

Aujourd’hui, ces modèles sont bien au point et on y ajoute des composants biologiques. Dans ce cas, le nombre de données est plus réduit et aucune analyse combinant les données historiques n'existe.

Le travail de fin consistera à analyser les profils (obtenus via des bases de données telles que Seadatanet ou World Ocean Database) de chlorophylle, oxygène, nitrates, ammoniaque, ... afin de reconstituer des champs 3D en Méditerranée et en Mer Noire.

A cette fin, l'outil d'interpolation DIVA sera utilisé

  • en mode uni-varié: une seule variable est traitée à la fois.
  • en mode multi-varié: certaines variables sont fortement corrélées, et une information forte sur une

variable donne une information partielle sur une autre.

Étant donné le nombre relativement réduit de données biochimiques, la prise en compte de ces corrélations pourrait améliorer de façon significative les analyses. La technique d’analyse multivariée devrait alors être adaptée à l'outil d’analyse en place et les résultats comparés à l’analyse classique.


Analyses statistiques de l'évolution temporelle des masses d'eau en Méditerranée

Promoteur: Jean-Marie Beckers (GHER)

Les variations dans les forçages atmosphériques (ce compris le changement climatique) induisent des variations dans la formation des masses d'eau en Méditerranée. Ces variations peuvent être détectées si une base de données suffisamment grande est disponible.

Ici, la base de donnée MEDAR permet d'étudier les variations inter-annuelles du contenu de chaleur et de sels en différents bassins. On peut alors étudier les corrélations entre l'évolution dans différents sous-bassins et déterminer le décalage dans le temps de la réponse des différents masses d’eau aux sollicitations extérieures. Ainsi on pourra quantifier le temps après lequel des changements du NAO en Mer Egée seront détectées dans les masses d’eau intermédiaires en Méditerranée occidentale. Les études permettraient également d'identifier les endroits cl´s o` les changements climatiques seraient le plus facilement observables. De plus, une corrélation avec l'évolution de données biogéochimiques pourrait être étudiée.


Modèle de propagation acoustique

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