MAEVA

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ENGLISH VERSION

Projet: Modélisation de l'Amplification et de l'Erosion des Vagues (MAEVA)

Coordinateur: Emmanuel Dormy (ENS)

Partenaires au CRIOBE : Serge Planes, Yannick Chancerelle, Gilles Siu, Valeriano Parravicini

Période: 2018-2022

Zone d’Étude: Moorea, Polynésie française

Résumé: : Le projet Maeva (Modélisation de l'Amplification et de l'Erosion des Vagues) vise à mieux comprendre les ondes générées par les conditions météorologiques extrêmes (cyclones tropicaux ou fortes tempêtes tropicales) et leurs impacts sur les récifs coralliens. Les dommages causés par ces événements extrêmes sont hélas évidents ! Mais, aussi surprenant que cela puisse paraître, les impacts positifs sont également très importants, car les grosses vagues ont le potentiel de briser d’énormes blocs de corail sur la pente externe et de les transporter vers le récif, contribuant ainsi à la régénération de la barrière corallienne. C’est un processus nécessaire à la régénération des atolls (îles basses) et primordial dans le contexte de la montée des océans.

Ce projet repose sur la combinaison de trois approches complémentaires :

  • les observations par satellites,
  • les mesures in situ et
  • la modélisation numérique.

Il utilisera les données satellitaires de la mission China-France Oceanography SATellite (CFOSAT), mission conjointe des agences spatiales chinoise (CNSA) et française (CNES), qui sera lancée à la fin du mois d’octobre 2018. Cette mission fournira des mesures radar du vent (direction et intensité) à la surface de l'océan et des paramètres de l'état de mer. CFOSAT fournira également des champs de vecteurs du vent co-localisés avec des spectres directionnels de vagues pour des longueurs d'onde supérieures à environ 70 m.

Les mesures in situ sont rendues possibles par le Service National d’Observation SO CORAIL du CRIOBE, centre de recherche basé sur l’île de Moorea. Sa situation au centre du Pacifique sud offre une possibilité unique d’étudier les vagues au milieu de l’océan Pacifique. Les vagues y sont remarquablement complexes car, en raison de leur emplacement isolé et loin des continents, les îles ne sont pas abritées et plusieurs trains d’ondes peuvent frapper dans des directions croisées. Il est, par exemple, courant d'enregistrer des trains de vagues générés par les tempêtes des "quarantièmes rugissants" (c'est-à-dire près de l'Antarctique). Par ailleurs, le réseau d’observation du CRIOBE s’étend sur une zone très vaste (au-delà de la Polynésie française) et permet alors des relevés d'ondes sur une zone plus grande que l'Europe. Deux nouvelles sondes (OSSI Wave Gauge Blue, permettant un enregistrement continu de la pression à 4Hz), ont été installées sur les côtes nord et sud de l’île de Moorea (voir photos).

Les modèles mathématiques et numériques pour les modèles non linéaires de grande amplitude sont complexes à développer et à analyser. Nous construisons actuellement des modèles adaptés, pour étudier les vagues extrêmes et leur impact sur le récif.

Collaborateurs: Le projet MAEVA est une collaboration entre des scientifiques des institutions françaises suivantes : CNRS, CRIOBE, Ecole Normale Supérieure, Sorbonne Université, Institut Universitaire Européen de la Mer, Ifremer, Météo-France.

Source de Financement: Maeva est soutenu par le Centre National d’Etudes Spatiales, le CNES.



ENGLISH

Project: Modeling Wave Amplification and Erosion (MAEVA)

Summary: : The Maeva project seeks to better understand waves that are generated by extreme weather conditions (tropical cyclones or severe tropical storms) and their impact on coral reefs. Damage caused by these extreme events are obvious to everyone! However, as surprising as it may seem, huge waves also have the potential to break large boulders of coral from the fore reef and carry them to the reef crest, thus contributing to the regeneration of the reef. This is a particularly important process for the regeneration of atolls (shallow islands) in the context of oceans rising.

The Maeva project relies on the combination of three complementary approaches: satellite observations, in situ measurements, and numerical modelling.

Our project will use satellite data from the CFOSAT mission. CFOSAT, a joint mission between the Chinese (CNSA) and the French (CNES) space agencies, will be launched on at the very end of October 2018 from China and will provide radar measurements of both the ocean surface wind vector and sea-state parameters. CFOSAT will provide co-located wind vector fields and directional spectra of ocean waves for wavelengths larger than about 70 m.

In situ measurements are made possible by the SO-Corail at CRIOBE. Its situation in the centre of the south Pacific offers a unique possibility to study waves in the middle of the Pacific Ocean. Waves are remarkably complex as, due to their isolated location away from any continents, the islands are unsheltered and multiple wave trains can hit from different directions. It is customary, for example, to record wave trains generated by furious storms in the “roaring forties” (i.e. near the Antarctic). Besides, even though the CRIOBE is based on the island of Moorea, its observation network spans over a wide area (beyond French-Polynesia). This network allows waves surveys over an area larger than Europe. As part of the Maeva project, two new probes devoted to wave measurements (OSSI Wave Gauge Blue, allowing continuous 4Hz pressure recordings), have been installed in August on the north and south coast of the Moorea island.

Mathematical and numerical models for large amplitude non-linear models are complex to develop and analyse. We are currently building suitable models, to study extreme waves, and their impact on the reef.

Collaboration : The project is a collaboration between scientists from several French institutions (CNRS, Criobe, Ecole Normale Supérieure, Sorbonne Université, Institut Universitaire Européen de la Mer, Ifremer, Meteo-France), and it is supported by the French national space agency CNES