Séance Séminaire

Soutenances de thèses

Détection de structures tourbillonnaires par analyse de données directionnelles

Jury : S. Girard (INRIA Rhône Alpe), B. Millet (Aix-Marseille II), J.-N. Bacro (UM2), P. Gentien (Ifremer), G. Ducharme (UM2), C. Alliaume (UM2)
Résumé : Les écosystèmes lagunaires sont soumis à de nombreuses pressions pouvant entraîner des crises environnementales et mettant en danger leur équilibre (efflorescences algales, contaminations bactériennes, crises anoxiques). L’hydrodynamique joue un rôle fondamental dans le déroulement de ces crises et la détection de structures hydrodynamiques types, telles que les structures tourbillonnaires, permet une meilleure compréhension de ces événements. Dans l’étang de Thau, les efflorescences de l’algue toxique Alexandrium catenella ont entraîné à plusieurs reprises l’interdiction de la consommation des coquillages cultivés. Un test de détection de structures tourbillonnaires est construit par la combinaison de deux méthodes, la détection de hotspots et la détection de rupture dans un ensemble ordonné de données directionnelles. Dans un premier temps une statistique de test pour la détection de rupture dans les paramètres d’une loi de von Mises est développée en plusieurs étapes et sa distribution asymptotique est établie et validée par des simulations. Dans un deuxième temps, l’introduction d’estimateurs du maximum de vraisemblance sous contrainte permet d’obtenir une statistique de test plus appropriée à la problématique et dont les tables critiques sont construites. L’application de ce test statistique est réalisée sur des champs de courant issus de simulations d’un modèle numérique tridimensionnel de l’étang de Thau, le modèle MARS 3D, en période d’efflorescence d’A. catenella. La procédure de test est appliquée pour différentes valeurs des paramètres et leur influence sur les résultats est analysée. La relation entre la présence de ces structures et le déroulement de l’efflorescence est étudiée, mettant en évidence la complexité des liens entre la dynamique des courants et le déroulement d’une efflorescence toxique.
Mots clefs Structures tourbillonnaires, hydrodynamique, données directionnelles, loi de von Mises, détection de rupture, statistique de scan spatial, estimateurs du maximum de vraisemblance sous contrainte, étang de Thau, Alexandrium catenella.