Soutenance de Louis Saddier

La réponse de la calotte glaciaire antarctique au changement climatique constitue l’une des principales sources d’incertitude des projections climatiques. Sa perte de masse s’accélère et s'accompagne d’un apport croissant de glace et d’eau douce dans l’Océan Austral, contribuant à l’élévation du niveau de la mer et pouvant affecter la circulation océanique globale. Les plateformes de glace, extensions flottantes des glaciers antarctiques, contrôlent largement cette perte de masse. Leur fonte est principalement gouvernée par les propriétés des eaux pénétrant dans les cavités sous-glaciaires. Des études récentes suggèrent que certaines cavités peuvent basculer brutalement d’un régime froid à un régime chaud, entraînant une forte augmentation de la fonte basale.

Cette thèse étudie les mécanismes responsables de ces transitions abruptes et leur réversibilité à l’aide de deux approches idéalisées complémentaires : un modèle océanique « en boîte » et une configuration tridimensionnelle idéalisée du modèle d'océan NEMO. Ces outils permettent d’explorer systématiquement la réponse stationnaire des cavités aux forçages océaniques et atmosphériques afin d’identifier les seuils de transition et leur réversibilité.

Le modèle en boîte représente deux régimes de circulation : un mode chaud alimenté par les eaux profondes circumpolaires et un mode froid entretenu par les eaux denses formées dans les polynies côtières. Il met en évidence une bistabilité pour des conditions réalistes et suggère, appliqué à neuf cavités antarctiques, que la plupart pourraient subir des transitions irréversibles. Il montre également que le mélange vertical est un facteur déterminant de la réversibilité.

Les simulations idéalisées avec NEMO reproduisent cette bistabilité et montrent que les propriétés des eaux profondes, la circulation au large de la cavité et la viscosité du modèle influencent fortement la nature des transitions. Enfin, l’étude de forçages variables dans le temps révèle que les échelles de temps de renouvellement de la cavité et d’ajustement de la convection contrôlent la possibilité de basculements irréversibles après un ou plusieurs hivers exceptionnellement doux.