Mémoires de Master

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(Analyse multivariée de données biogéochimiques)
 
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Les étudiants qui auraient un sujet à proposer sont encouragés à le faire en nous contactant directement.  
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== Modélisation de la dispersion de substances radioactives au large du Japon ==
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Cette page peut être amenée à modifiée fréquemment, en fonction de l'actualité.
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== Océanographie générale ==
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=== Modélisation de la dispersion de substances radioactives au large du Japon ===
'''Promoteurs:''' [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/User:Alex Alexander Barth], [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/User:JMB Jean-Marie Beckers] (GHER)
'''Promoteurs:''' [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/User:Alex Alexander Barth], [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/User:JMB Jean-Marie Beckers] (GHER)
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[http://en.wikipedia.org/wiki/File:Japan_Nuclear_power_plants_map.gif]
[http://en.wikipedia.org/wiki/File:Japan_Nuclear_power_plants_map.gif]
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== Modélisation numérique d’un tsunami en Océan Pacifique ==
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=== Modélisation numérique d’un tsunami en Océan Pacifique ===
'''Promoteurs:''' [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/User:Alex Alexander Barth], [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/User:JMB Jean-Marie Beckers] (GHER)
'''Promoteurs:''' [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/User:Alex Alexander Barth], [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/User:JMB Jean-Marie Beckers] (GHER)
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pour simuler le temps de propagation, l'amplitude, et les éventuelles zones d’interférences constructive ou destructive.
pour simuler le temps de propagation, l'amplitude, et les éventuelles zones d’interférences constructive ou destructive.
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== Etude de la propagation d'une nappe de pétrole au large des îles Canaries ==
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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, [http://en.wikipedia.org/wiki/Lanzarote Lanzarote] et [http://en.wikipedia.org/wiki/Fuerteventura 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.  
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=== Étude de la propagation d'une nappe de pétrole au large des îles Canaries ===
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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, [http://en.wikipedia.org/wiki/Lanzarote Lanzarote] et [http://en.wikipedia.org/wiki/Fuerteventura Fuerteventura]. 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 générée à l'occasion d'un éventuel accident.
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.
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.
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== Modélisation de zones côtières Corses ==  
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Il s’agira d'implémenter un modèle hydrodynamique à 3 dimensions de la région corse,  
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en utilisant la possibilité de modèles gigognes pour arriver une résolution spatiale de l'ordre de  
en utilisant la possibilité de modèles gigognes pour arriver une résolution spatiale de l'ordre de  
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== Reconstruction d'images satellitaires incomplètes ==  
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== Océanographie satellitaire ==
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=== Reconstruction d'images satellites incomplètes ===  
'''Promoteur:''' [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/User:Aida Aida Alvera-Azcárate].
'''Promoteur:''' [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/User:Aida Aida Alvera-Azcárate].
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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 [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/DINEOF DINEOF], basé sur une décomposition des données en modes principaux.  
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 [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/DINEOF DINEOF], basé sur une décomposition des données en modes principaux.  
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Une description de la méthode et de ces applications est disponible sur la page [http://reflexions.ulg.ac.be/cms/c_36140/piercing-the-clouds reflexions] de l'ULg.
Une description de la méthode et de ces applications est disponible sur la page [http://reflexions.ulg.ac.be/cms/c_36140/piercing-the-clouds reflexions] de l'ULg.
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Dans ce mémoire, on propose d'appliquer DINEOF à la température de la surface de la Mer Méditerranée, pour comparer les résultats obtenus à d'autres produits disponibles sur la même zone.
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Dans ce mémoire, on se propose d'appliquer DINEOF à la région de ???, parce que ...
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[[File:Dineof_canary.png|super|right|400px]]
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== Analyse multivariée de données biogéochimiques ==  
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== Analyse de données ==
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=== Analyse multivariée de données biogéochimiques ===  
'''Promoteur:''' [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/User:JMB Jean-Marie Beckers].
'''Promoteur:''' [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/User:JMB Jean-Marie Beckers].
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Tout modèle aux équations primitives, surtout en 3D, demande un ensemble de données
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
pour le calibrer, valider, initialiser et contraindre. Pour les modèles hydrodynamiques, il
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historiques n'existe.  
historiques n'existe.  
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Le travail de fin consistera à analyser les profils (obtenus via des bases de données telles que [http://www.seadatanet.org/ Seadatanet] ou World Ocean Database)  
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Le travail de fin consistera à analyser les profils (obtenus via des bases de données telles que [http://www.seadatanet.org/ Seadatanet] ou [http://www.nodc.noaa.gov/OC5/SELECT/dbsearch/dbsearch.html World Ocean Database])  
de chlorophylle, oxygène, nitrates, ammoniaque, ... afin de reconstituer des champs 3D en Méditerranée et en Mer Noire.  
de chlorophylle, oxygène, nitrates, ammoniaque, ... afin de reconstituer des champs 3D en Méditerranée et en Mer Noire.  
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A cette fin, l'outil d'interpolation DIVA sera utilisé
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A cette fin, l'outil d'interpolation [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/DIVA DIVA] sera utilisé
* en mode ''uni-varié'': une seule variable est traitée à la fois.
* 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
* en mode ''multi-varié'': certaines variables sont fortement corrélées, et une information forte sur une
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Étant donné le nombre relativement réduit de données biochimiques, la prise en compte de ces corrélations pourrait améliorer
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
de façon significative les analyses. La technique d’analyse multivariée devrait alors
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être adaptée à l'outil d’analyse en place et les résultats comparés à l’analyse classique.
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être adaptée à l'outil d'analyse en place et les résultats comparés à l’analyse classique.
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== Analyses statistiques de l'évolution temporelle des masses d'eau en Méditerranée ==
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=== Analyses statistiques de l'évolution temporelle des masses d'eau en Méditerranée ===
'''Promoteur:''' [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/User:JMB Jean-Marie Beckers].
'''Promoteur:''' [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/User:JMB Jean-Marie Beckers].
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Les variations dans les forçages atmosphériques (ce compris le changement climatique)
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  
induisent des variations dans la formation des masses d'eau en Méditerranée. Ces variations  
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== Modèle de propagation acoustique ==
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=== Analyses globales DIVA de données ARGO ===
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'''Promoteur:''' [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/User:JMB Jean-Marie Beckers].
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Ce travail est centré sur l'implémentation de [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/DIVA DIVA] sur l'Océan Global pour des analyses répétées sur des données de type [http://www.usgodae.org/argo/argo.html ARGO]. Les tâches à effectuer sont les suivantes:
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# Extraction d'une topographie globale et préparation des contours et maillages pour une série de profondeurs données.
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# Téléchargement et préparation du format de données extraites du serveur de données [ftp://ftp.ifremer.fr/ifremer/argo/ ARGO].
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# Détermination des [http://modb.oce.ulg.ac.be/mediawiki/index.php/DIVA_method#Parameter_determination paramètres d'analyse] <math>L</math> and <math>\lambda</math> à partir des données extraites.
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# Selon les résultats de ces calibrations, une nouvelle méthode d'analyse multiéchelle pourrait être essaié et comparé à l'approche classique.
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# Génération des champs d'analyse et d'erreur.
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L'étudiant intéresser peut aussi approfondir les questions suivantes:
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# Essayer d'améliorer les analyses en utilisant une approche multivarié (température et salinité)
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# Étudier l'impact de la corrélation d'erreur des observations.
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La procédure décrite devra être automatisée, de manière à être appliquée à une fréquence régulière (mensuel, hebdomadaire, etc). Les résultats pourront alors être comparés avec autres produits (par exemple http://www.argo.ucsd.edu/Gridded_fields.html).
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== Divers ==
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=== Etude théorique de la structuration zonale de la circulation sur Jupiter ===
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L'atmosphère de Jupiter présente une circulation atmosphérique avec une structure en bandes stable et des vents alternées selon la latitude. La formation de ces bandes est expliqué actuellement par la théorie de la turbulence géostrophique [[http://journals.ametsoc.org/doi/abs/10.1175/1520-0469%281979%29036%3C0932:PCTJQG%3E2.0.CO;2]]. Le mémoire vérifiera dans quelle mesure les hypothèses d'un modèle de ce type sont pertinentes pour ensuite étudier avec un modèle numérique simplifié cette turbulence et l'émergence de structures cohérentes comme la grande tache rouge.
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=== Modèle de propagation acoustique ===
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Ce travail se basera sur un mémoire actuellement en cours au GHER.
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On utilisera en outre le modèle [http://oalib.hlsresearch.com/Modes/AcousticsToolbox/manual_html/kraken.html KRAKEN].
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http://oalib.hlsresearch.com/Modes/AcousticsToolbox/
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Latest revision as of 08:14, 1 July 2015

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.

Cette page peut être amenée à modifiée fréquemment, en fonction de l'actualité.

Conseil pour la rédaction du mémoire.

Contents

Océanographie générale

Étude 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 Fuerteventura. 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 générée à l'occasion d'un éventuel accident.

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.

Bathymetry around the Canary Islands. LP = La Palma, EH = El Hierro, LG = La Gomera, TF = Tenerife, GC = Gran Canaria, FV = Fuerteventura, LZ = Lanzarote.


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.


Océanographie satellitaire

Reconstruction d'images satellites 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 propose d'appliquer DINEOF à la température de la surface de la Mer Méditerranée, pour comparer les résultats obtenus à d'autres produits disponibles sur la même zone.


Analyse de données

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.

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 clés où les changements climatiques seraient le plus facilement observables. De plus, une corrélation avec l'évolution de données biogéochimiques pourrait être étudiée.



Analyses globales DIVA de données ARGO

Promoteur: Jean-Marie Beckers.

Ce travail est centré sur l'implémentation de DIVA sur l'Océan Global pour des analyses répétées sur des données de type ARGO. Les tâches à effectuer sont les suivantes:

  1. Extraction d'une topographie globale et préparation des contours et maillages pour une série de profondeurs données.
  2. Téléchargement et préparation du format de données extraites du serveur de données ARGO.
  3. Détermination des paramètres d'analyse L and λ à partir des données extraites.
  4. Selon les résultats de ces calibrations, une nouvelle méthode d'analyse multiéchelle pourrait être essaié et comparé à l'approche classique.
  5. Génération des champs d'analyse et d'erreur.

L'étudiant intéresser peut aussi approfondir les questions suivantes:

  1. Essayer d'améliorer les analyses en utilisant une approche multivarié (température et salinité)
  2. Étudier l'impact de la corrélation d'erreur des observations.

La procédure décrite devra être automatisée, de manière à être appliquée à une fréquence régulière (mensuel, hebdomadaire, etc). Les résultats pourront alors être comparés avec autres produits (par exemple http://www.argo.ucsd.edu/Gridded_fields.html).


Divers

Etude théorique de la structuration zonale de la circulation sur Jupiter

L'atmosphère de Jupiter présente une circulation atmosphérique avec une structure en bandes stable et des vents alternées selon la latitude. La formation de ces bandes est expliqué actuellement par la théorie de la turbulence géostrophique [[1]]. Le mémoire vérifiera dans quelle mesure les hypothèses d'un modèle de ce type sont pertinentes pour ensuite étudier avec un modèle numérique simplifié cette turbulence et l'émergence de structures cohérentes comme la grande tache rouge.

Modèle de propagation acoustique

Ce travail se basera sur un mémoire actuellement en cours au GHER. On utilisera en outre le modèle KRAKEN.

http://oalib.hlsresearch.com/Modes/AcousticsToolbox/

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