Samira EL GDACHI soutient ses travaux de thèse

Mercredi 11 décembre 2024 à 15h00 à la Réunion, Samira El Gdachi a soutenu publiquement ses travaux de thèse intitulés Étude de l’évolution de la Couche Limite Atmosphérique et des nuages de pente sur l’île de la Réunion en présence de son jury. 

Composition du jury proposé :

Résumé de thèse :

En milieu insulaire tropical, l'étude des circulations thermiques de pente et des nuages associés reste complexe du fait des interactions multiples entre les processus dynamiques, thermodynamiques et microphysiques. Malgré les avancées récentes en modélisation numérique et en instrumentation, la compréhension des interactions entre les circulations locales et le développement des nuages orographiques reste peu documentée. L'objectif de cette thèse est de caractériser les processus physiques qui pilotent les circulations thermiques et la formation des nuages de pente, en se concentrant sur leurs interactions locales et régionales sur l'île de La Réunion (21°07'S, 55°32'E).

La campagne BIOMAIDO s'est déroulée sur l'île de La Réunion du 13 mars au 4 avril 2019, avec un dispositif instrumental, déployé sur cinq sites le long de la pente du Maïdo. Ce dispositif combine des mesures in situ au sol (analyseurs de gaz et d'aérosols) et sous ballon captif (sonde de turbulence et microphysique). Cette étude se focalise sur deux journées représentatives de la campagne, combinant les observations avec des simulations numériques du modèle Méso NH. Ces simulations ont été réalisées avec une résolution horizontale de 100 m et une grille verticale étirée atteignant 1 m de résolution près du sol.

L'analyse des résultats révèle deux régimes de circulation thermique distincts. L'écoulement catabatique nocturne, confiné dans une couche de 30 m d'épaisseur, se stabilise en 35 minutes, tandis que le flux anabatique diurne, s'étendant sur 150-200 m, nécessite 110 minutes pour atteindre l'équilibre. L'analyse des bilans de quantité de mouvement montre que l'accélération de flottabilité, modulée par le chauffage différentiel des pentes, constitue le terme dominant dans l'établissement de ces circulations. Ces régimes sont également influencés par l'intensité des alizés, qui, lorsqu'ils dépassent 7 m s⁻¹, créent une zone de convergence avec les écoulements locaux. Cette interaction influence directement la formation et le développement vertical des nuages.

La caractérisation microphysique des nuages de pente révèle des propriétés spécifiques à cet environnement tropical insulaire. La distribution des gouttelettes présente un caractère quasi-symétrique avec un mode principal de diamètre compris entre 5 et 10 µm et un diamètre effectif moyen de 10 µm. Ces nuages à faible contenue d’eau liquide (de 0.3 à 2 g m⁻³) ne produisent pas de précipitations en raison de la prédominance de gouttelettes de petite taille.

Les mesures montrent une forte variabilité diurne des concentrations en aérosols (CCN), évoluant de 100-200 cm⁻³ en période nocturne à 3000-4000 cm⁻³ lors du développement nuageux maximal (11h-14h UTC). Le schéma microphysique LIMA (Liquid Ice Multiple Aerosol), initialisé avec une distribution d’aérosols quadrimodale actualisée toutes les 30 minutes, reproduit correctement l’évolution du cycle de vie des nuages de pente. Les simulations mettent en évidence deux régimes : sous alizés modérés (28 mars), la formation nuageuse locale est caractérisée par une forte activation en basses couches (3 × 10−4 g kg−1 s −1), mais un cisaillement vertical marqué à 800 m (passage de NE à SE) associé à la subsidence des alizés entraîne une forte dissipation par évaporation (-3 × 10−4 g kg−1 s−1). Sous alizés faibles (30 mars), deux mécanismes complémentaires opèrent : une formation locale intense en basse couche avec une forte production de gouttelettes nuageuses (8 × 10−4 g kg−1 s−1) et un développement vertical facilité par une évaporation moins marquée (-4×10−4 g kg−1 s−1), permettant une meilleure préservation de la structure nuageuse.

Conclusion 

A l'issue de sa présentation et après avoir répondu aux questions des jurys, Madame Samira EL GDACHI a reçu de nombreux commentaires élogieux sur la qualité et le sérieux de son travail. Après avoir prêté serment de maintenir une conduite intègre dans son rapport au savoir, à ses méthodes et à ses résultats, Samira a donc rejoint le cercle des Docteurs du Laboratoire de l'Atmophère et des Cyclones.

Félicitations Samira et bon vent pour la suite !