Modélisation de l`apport d`hélium-3 sous

Titre du stage :
Modélisation de l’apport d’hélium-3 sous-marin d’origine volcanique en mer Méditerranée.
Nom du ou des maîtres de stage
Jean-Claude Dutay, Philippe Jean-Baptiste, Karine Béranger
Lieu du stage
Laboratoire des Sciences du Climat et de l’environnement (LSCE)
Coordonnées du ou des maîtres de stage (adresse, téléphone, fax, e-mail)
LSCE, CEA Saclay
Orme des merisiers
Bat 712
Tel : [phone]
Email : [email protected]
Description et objectifs scientifiques du stage
Le modèle NEMO-MED12 est un modèle de circulation générale méso-échelle de la mer
Méditerranée globale développé à l’ENSTA (Palaiseau). Ce modèle est utilisé pour de
nombreuses études scientifiques réalisées dans le cadre du programme MISTRALS de l’INSU
(Institut National des Sciences de l’Univers) dédié à la compréhension des impacts du
changement climatique sur le bassin Méditerranéen. La simulation des traceurs géochimiques
est une méthode couramment utilisée pour la validation des modèles. L’hélium-3 naturel est
un traceur conservatif injecté dans l’océan profond par l’activité volcanique sous-marine
(dorsales, volcans sous-marins,…). Il est particulièrement adapté à l’évaluation de la
circulation profonde. Sa base de données en mer Méditerranée est assez conséquente, du fait
d’observations déjà réalisées dans les années 90, et de nouvelles observations récemment
acquises au LSCE. Le traceur Hélium-3 est déjà implémenté dans la plateforme de
modélisation NEMO. Nous proposons dans ce stage de réaliser pour la première fois, une
simulation en mer méditerranée avec le modèle NEMO-Med12, et ensuite confronter les
résultats aux observations disponibles.
Moyens mis à disposition de l’étudiant
Le candidat sera encadré par les chercheurs et ingénieurs de recherche du LSCE et de
l’ENSTA. Il aura accès aux centres de calcul de l’IDRIS (CNRS) et du CCRT (CEA) pour
réaliser ses simulations.
Quelques références bibliographiques sur le sujet
Tagliabue, A, L. Bopp, J-C Dutay, A.R. Bowie, F. Chever, P.Jean-Baptiste, E. Bucciarelli, D. Lannuzel, T.
Remenyi, G. Sarthou, O. Aumont, M. Gehlen, C. Jeandel, 2010, On the importance of
hydrothermalism to the oceanic dissolved iron inventory, Nature Geosciences, Volume: 3 Issue: 4
Pages: 252-256
Dutay, J.-C., Iudicone, D., Jean-Baptiste, P., Madec, G., Emile-Geay, J., 2010. Sensitivity of model circulation to
geothermal heat flux and vertical mixing parameterization. Evaluation with mantle helium3
simulations. Environmental Fluid Mechanics., (10):257273, DOI 10.1007/s10652-009-9159-y
Dutay, J.-C., P. Jean-Baptiste, J.-M. Campin, A. Ishida, E. Maier-Reimer, R.J. Matear, A. Mouchet, I.J.
Totterdell, Y. Yamanaka, K.Rodgers, G. Madec, J.C. Orr. Evaluation of OCMIP-2 ocean models'
deep circulation with mantle helium-3, J. Mar. Systems, 48/1-4, 15-36,
doi:10.1016/j.jmarsys.2003.05.010, 2004.
Beuvier J., F. Sevault, M. Herrmann, H. Kontoyiannis, W. Ludwig, M. Rixen, E. Stanev, K. Béranger, S.
Somot (2010) Modelling the Mediterranean Sea interannual variability over the last 40 years:
focus on the eastern Mediterranean Transient (EMT), J. Geophys. Res., 115, C08017,
doi:10.1029/2009JC005950.

Possibilités de poursuite en thèse (si déjà des supports financiers disponibles ou
pressentis)
Un sujet de thèse sur la modélisation des éléments traces dans le cadre du programme
GEOTRACES sera proposé. Financement non encore obtenu.
Accord du directeur de laboratoire