Sujet de stage:

L’augmentation globale du niveau des mers et des océans, conséquence du changement climatique, fait peser de nombreuses menaces sur la population mondiale, particulièrement pour les régions côtières. L’accumulation de données sur le niveau marin est capitale pour une meilleure évaluation du dérèglement climatique, mais du fait des variations hétérogènes spatialement, acquérir des données à l’échelle globale est nécessaire. L’étude de la croissance des microatolls
coralliens, véritables marégraphes naturels, répond à ce besoin en apportant un éclairage unique sur les fluctuations relatives du niveau marin avec une précision centimétrique. Cependant, l’étude d'un microatoll nécessite son échantillonnage à la scie hydraulique, de manière à obtenir une tranche sur laquelle on peut identifier, en laboratoire, après découpe fine par un marbrier et l’obtention d’images X issues de scanners médicaux, des anomalies de croissance, marqueurs des fluctuations du niveau relatif. Cette méthode implique une logistique complexe et chronophage, et génère surtout, un stress pour la colonie corallienne, ainsi que pour la faune et la flore vivant à proximité. Cela implique également la mort de la partie de la colonie prélevée. Il y a donc aujourd'hui un grand intérêt à proposer des techniques alternatives d'examen qui soient non destructives, in situ, et qui limiteraient au maximum les prélèvements par échantillonnage et découpe. L'une des méthodes envisagées est l'imagerie ultrasonore qui consiste à visualiser telle une échographie médicale, l'intérieur d'un microatoll. Des premiers essais d'imagerie de la subsurface d’une tranche de microatoll ont été réalisés en utilisant des configurations à 500 kHz et 1 MHz qui ont permis de mettre en évidence les performances de la méthode acoustique mais aussi ses limites qu'il convient de comprendre et de corriger.

C'est dans ce cadre que le projet est proposé. Le travail est décomposé en 2 actions complémentaires.
Etape 1 : Pour comprendre les phénomènes physiques mis en jeu lorsqu'une onde acoustique se propage dans un microatoll
corallien, un modèle numérique a été développé (stage 2023-2024) avec ComsolTM multiphysics, permettant de reproduire les signaux observés. Le développement de cet outil de simulation numérique sera poursuivi dans le cadre de ce nouveau stage, en adaptant une nouvelle géométrie de microatolls, et de nouveaux paramètres acoustiques.
Etape 2 : En parallèle, et comme pour la première étude, des essais expérimentaux parallèles seront entrepris sur une tranche de microatoll à l’échelle 1 en utilisant un scanner à ultrasons (11 d.d.l.) et un microtomographe X. L'objectif est de produire des cartographies ultrasonores en mode B du microatoll et de le comparer à son image de référence par rayons X.

Ce travail reposera sur une première étude bibliographique précise, sur le développement de l'outil de simulation numérique, et sur la mise en œuvre d'expériences ultrasonores. Suivant les résultats obtenus, une communication dans un congrès et la publication d’un article dans une revue à comité de lecture seront envisagé.

Date et durée : démarrage vers février 2024, pour une durée de 4 à 6 mois

Encadrant : Philippe Lasaygues

Collaborations : Cécile Baron (IRPHE) & Jennifer Weil Accardo

Finnancement : Gratification de stage financée par l'institut Sciences de L'Océan

Plus de détails dans le fichier joint :