Imagerie de la structure thermohaline dans le Golfe de Cadix: Traitement des données sismiques et d'océanographie physique de la Veine d'Eau Méditerranéenne

La redecouverte en 2003 par Holbrook et al. que la colonne d'eau pouvait etre imagee par la methode de la sismique marine a debouche sur la mise en place du projet europeen GO (Geophysical Oceanography). Ce projet a eu pour but d'ameliorer notre comprehension de la structure a meso et sous-meso-echelle de l'ocean en etudiant plus particulierement le Golfe de Cadix ou une structure thermohaline complexe est presente. Les travaux presentes dans ce travail de these s'inscrivent directement dans ce projet. En retraitant des donnees historiques de sismique marine et d'hydrologie, nous avons rehabilite le jeu de donnees consequent qui existait sur cette zone. Nous avons ainsi demontre que ces donnees de sismique marine permettaient d'imager les structures oceanographiques de la meso-echelle a la sous-mesoechelle avec une resolution horizontale d'environ 10 m. Les donnees d'hydrologie dont la resolution verticale est inferieure au metre nous permettent de calibrer les donnees de sismique marine en temperature et salinite. Afin de relier nos deux jeux de donnees, nous avons cherche a definir le signal sismique. Celui-ci est reconstruit en convoluant le coefficient de reflexion avec l'ondelette source du systeme d'acquisition sismique. Le principal facteur influencant le signal sismique est la temperature via le gradient de vitesse du son. Les donnees de sismique marine et d'hydrologie de la campagne GO acquises simultanement dans le Golfe de Cadix en Avril 2007 ont ensuite ete analysees pour determiner la nature physique et les caracteristiques geometriques des reflecteurs acoustiques dans la colonne d'eau. Les donnees sismiques montrent des reflecteurs intenses, proches de la surface, au-dessus des courants d'Eau Mediterraneenne (EM), au-dessus d'un Meddy, et dans une structure de sous-meso-echelle de l'EM qui sont lies a de forts contrastes thermohalins. L'analyse en ondelettes verticales appliquees aux donnees sismiques indique des reflecteurs de longueurs d'onde verticales (16-64 m) associees a une stratification thermohaline. En bordure du Meddy, des intrusions laterales d'eau moins salee sont revelees par des reflecteurs de 25-75 m d'epaisseur. Les donnees sismiques etudiees revelent que les limites superieures et inferieures des couches correspondent a l'existence de structures a fine-echelle. Les donnees basse frequence de sismique marine permettent la detection systematique et la surveillance des tourbillons de mesoechelle et de sous-meso-echelle qui ne sont identifies qu'occasionnellement avec les sections d'hydrologie.