Descriptif

Ce cours propose, à travers le prisme de la mécanique, une introduction au fonctionnement de la machine climatique. Celle-ci est mise en mouvement par la différence de chauffage solaire entre Équateur et Pôles. L’atmosphère et l’océan en sont des rouages et des régulateurs essentiels car ils transportent vers les Pôles l'excédent équatorial d'énergie. Cela en fait les vecteurs du transport d’eau, d’énergie, de composés chimiques et les place au cœur des problèmes environnementaux de la planète, à toutes les échelles d’espace ou de temps.

Le rôle de ces deux écoulement les oppose: l’atmosphère détermine l’organisation spatiale des températures ou des précipitations sur la planète, mais possède très peu de mémoire ; l’océan au contraire a une inertie (dynamique, thermique) considérable et organise les fluctuations temporelles du climat.

Malgré ces différences, océan et atmosphère se ressemblent au niveau des principes physiques qui les mettent en mouvement : leur extension verticale est faible comparée à leur extension horizontale, leurs caractéristiques varient fortement dans la direction verticale, leur lenteur les rend sensibles à la gravité et aux effets de la rotation de la planète. L'étude de leur mouvement mobilise des nombres sans dimension (nombre de Rossby), des modèles (Boussinesq, quasi-géostrophique), des raisonnements (conservation Lagrangienne), des grandeurs conservées (vorticité potentielle, moment cinétique) assez différents de ceux qui forment le coeur de la mécanique des fluides "ordinaires". À ce titre elle en constitue une branche spécialisée appelée dynamique des fluides géophysiques.

Ce cours est accessible sans pré-requis, même s’il demande un effort initial un peu plus grand aux élèves qui n’ont suivi préalablement aucun module de Mécanique.

En 2024/2025, les supports de cours seront donnés en anglais.