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En vue de l'obtention du
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Délivré par l’Université Toulouse III – Paul Sabatier
Discipline ou spécialité : Physique du Climat
JURY
Sylvain COQUILLAT (Professeur UPS) Président du jury
Pascale DELECLUSE (DR Météo-France) Rapporteuse
Gilles REVERDIN (DR CNRS) Rapporteur
Francis CODRON (MC UPMC) Rapporteur
Juliette MIGNOT (CR IRD) Examinatrice
Aurore VOLDOIRE (Ingénieur Météo-France) Examinatrice
Laurent DUBUS (CR EDF) Invité
Christophe CASSOU (CR CNRS) Directeur de thèse
Laurent TERRAY (DR Cerfacs)
Co-directeur de thèse
École doctorale : SDU2E (Sciences de l’Univers, de l’Environnement et de l’Espace)
Unité de recherche : CNRS/Cerfacs
Directeurs de Thèse : Christophe CASSOU et Laurent Terray
Présentée et soutenue le 8 avril 2014 par :
Yohan RUPRICH-ROBERT
Variabilité climatique de l’Atlantique Nord
aux échelles de temps décennale à multidécennale :
mécanismes et prévisibilité

Remerciements
« Quand j’étais petit, j’aimais les dinosaures… ». C’est comme ça que certains
commencent leurs lettres de motivation et on ne sait pas trop où cela peut mener. Dans
mon cas, voilà le résultat : une thèse sur la variabilité du climat. Qui l’eût cru ? Qui aurait
pu prévoir que j’en arriverais là lorsqu’à la fin de la troisième je n’obtenais pas mon
brevet ? Un de mes camarades de classe m’a dit un jour que ce qu’il trouvait de bien chez
moi c’est que « malgré toutes les taules que tu te prends, tu gardes toujours le moral ». Je
ne sais pas s’il se « foutait » de moi, mais il avait raison, j’avais malgré tout le moral. C’est
pourquoi je voudrais avant tout remercier ma mère qui m’a enseigné que les capacités
d’un individu ne se réduisent pas à des notes. Merci Môman, sans toi je ne serais pas là
(à l’évidence) à faire cette recherche qui me passionne !
Après cette entorse à la règle des remerciements, je tiens bien entendu à remercier très
chaleureusement mon directeur de thèse. Merci Christophe pour ton enthousiasme, ta
patience, ta disponibilité et ton apprentissage. Nul doute qu’il me reste des tonnes de
choses à découvrir et à comprendre, mais j’ai le sentiment que tu m’as donné les clés
pour y arriver par moi-même. Merci aussi pour toutes ces heures de discussions
scientifiques en tous genres. Elles n’étaient peut-être pas directement bénéfiques pour
ma thèse mais ce sont pourtant elles qui me donnaient l’énergie nécessaire pour repartir
de plus belle après des jours d’analyses infructueuses.
Laurent, merci beaucoup d’avoir suivi cette thèse à distance tout en étant présent
lorsque j’en avais besoin. Les débuts furent difficiles certes, mais avec le temps j’ai fini
par te trouver extrêmement sympathique. A ton contact j’ai appris la peur puis
finalement la rigueur. Bon, ça ne s’est pas passé en un clic mais, « au jour d’aujourd’hui »
(et même présentement !), je t’en suis très reconnaissant !
Je tiens également à remercier Pascale Delecluse, Gilles Reverdin et Francis Codron pour
avoir accepté de rapporter ma thèse et Aurore Voldoire, Juliette Mignot et Laurent
Dubus pour avoir participé à mon jury. Merci pour l’intérêt que vous avez manifesté à ce
travail et pour la pertinence de vos commentaires. Je remercie particulièrement Gilles
qui m’a permis de sortir de mon modèle et d’aller voir à quoi ressemble réellement
l’Atlantique Nord en hiver. Ce fut une expérience inoubliable que je suis maintenant,
après trois ans, prêt à recommencer. Enfin, un grand merci à Sylvain Coquillat pour avoir
accepté de présider ce jury et d’avoir ainsi suivi d’un bout à l’autre mon parcours à Paul
Sabatier.

Merci aussi à toi Tonton Julien. Pour ton écoute, ton partage et toutes nos discussions
qui m’ont aidé aussi bien scientifiquement qu’humainement à venir à bout de cette
thèse. J’espère que l’on retournera bientôt à la Loupiotte siffler des pichets de Chouffe.
Avec un peu de chance on aura le droit à un concert de Drum&Bass ou de Zebda… Tiens,
voilà MP La Rouge sur son tricycle-caravane (c’est un ficus qu’elle trimbale ???), Laure
sur sa mobylette, Olivier dans son gilet fluo hyper sexy et Sébou (eye-contact) qui
rappliquent pour le concert. Salut à vous les cyclistes et merci pour tous ces moments de
détente partagés.
Tout peut sembler beau comme ça, mais cette thèse fut aussi synonyme de lutte
acharnée à coup de lancers de trombones, de post-its, de gommes et même
d’ « Elocoptères » ! Merci Petite Fleur pour ta gentillesse. La seule crainte que j’ai c’est de
ne jamais pouvoir retrouver de co-bureau aussi agréable que toi. Merci aussi grande Elo
pour toutes nos « pantalonnades » qui me permettaient de débrancher le cerveau, cela
me faisait le plus grand bien. A bientôt les amies !
Je souhaite remercier l’équipe de gestion du Cerfacs et plus particulièrement Chantal (et
son rire que j’ai pu emporter dans mes bagages), Michèle et Nathalie pour leur
disponibilité, leurs accueils souriants et leur aide pour remplir toutes les formalités
administratives. Merci à tous les membres de CSG – club des supers géniaux – pour leur
patience et leur solution à tous les problèmes. Merci à toute l’équipe GlobC pour m’avoir
accueilli en stage et en thèse. Je vous souhaite à tous le meilleur.
Cette thèse a aussi vu son lot de déménagements, cinq apparts lors de la première
année… mais j’ai fini par trouver un petit nid douillet avec une coloc qui m’a servi de
réveil matin durant deux ans bien malgré moi. Merci Marie, tes quiches aux poireaux
étaient des plus réconfortantes lorsque je rentrais tard et stressé du labo ! Je remercie
aussi ma famille d’avoir fait un aller-retour du Nord de la France pour assister à ma
soutenance. J’espère que vous ne le regrettez pas trop… Et merci encore à ma maman
pour avoir relu et corrigé ma thèse (oui il reste encore « quelques » traces de mon passé
de cancre).
Pour finir, même si des remerciements ne suffiront pas à exprimer toute ma
reconnaissance, je te remercie Johanna. Merci de m’écouter lorsque j’ai besoin de parler
de mes recherches même s’il est 1h du matin passé. Merci de m’aider à préparer ces
horribles présentations orales qu’on m’impose. Merci d’être venue me nourrir quand je
me laissais mourir de faim lors de ces longs mois de rédaction. Et enfin, merci de me
rappeler qu’il existe un monde en dehors de la science et que ce monde est beau. Merci
Johanna, merci d’être là, merci d’être toi.

Liste des principaux acronymes
AABW : AntArctic Bottom Water. Eaux profondes formées aux bords du continent
Antarctique (p.29)
ACC : Antarctic Circumpolar Current – courant circumpolaire Antarctique (p.27)
AMOC : Atlantic Meridional Overturning Circulation – circulation océanique de
retournement de l’Atlantique (p.64)
AMOCy : indice d’AMOC de résolution temporelle annuelle maximisant la variabilité
basse fréquence (p.89)
AMV : Atlantic Multidecadal Variability. Variabilité basse fréquence des températures de
surface de la mer moyennées sur l’ensemble de l’Atlantique Nord (p.54)
AR : AutoRegressive process. Modèle statistique (p.126 et p. 156)
EAP : East Atlantic Pattern. 2ème mode de variabilité atmosphérique de la region Nord
Atlantique - Europe extrait par EOF (p.44)
EOF : Empirical Orthogonal Function (p.43)
EM : Ensemble Mean. Moyenne intermembre d’une simulation d’ensemble (p.139)
ES : Ensemble Spread. Ecart-type intermembre d’une simulation d’ensemble (p.139)
FAR : Fractionally AutoRegressive process. Modèle statistique (p.156)
GCM : Global Climate Model – modèle global de climat (p.59)
GES : Gaz à Effet de Serre (p.7)
GHG : Green House Gases ! version anglaise de GES (p.82)
GIN (mer de) : Groenland-Islande-Norvège (p.70 et p.84)
HC200/500 : contenu de chaleur océanique des 200/500 premiers mètres de l’océan
(p.91)
ITCZ : InterTropical Convergence Zone ! version anglaise de ZCIT (p.95)
MC : expérience d’ensemble « Maintien Chaud » (p.138)
MF : expérience d’ensemble « Maintien Froid » (p.138)
MOC : Meridional Overturning Circulation – Circulation méridienne de retournement
(p.33)
NAC : North Atlantic Current – dérive Nord Atlantique (p.84)
NADW : North Atlantic Deep Water. Eaux profondes formées dans l’Atlantique Nord
(p.29)
NAE : Nord Atlantique – Europe (p.42)