Modélisation atmospherique régionale du cycle des isotopes stables de l'eau

Climate change has recently become a major concerning among scientists and the general public. A betterknowledge of past climates helps forecasting the future evolution of climate. Stable water isotopes stand asan outstanding paleo-climate proxy. Physical properties of heavy stable water isotopes (H182 O; HDO) causefractionation processes related to temperature and degree of distillation. If the isotopic signal is correctlyinverted, past climate change can be inferred from isotopic archives.Andean ice-cores offer a unique records of tropical climate and its variability through time. However, theinterpretation of the isotopic signal is difficult because of complex atmospheric dynamic over South America.For this purpose, we developed a module handling the stable water isotope fractionation processes within theregional circulation model REMO and applied it to South America.The manuscript outlines the major milestones of the present PhD. We first introduce the research topicin the wider scope of climate change; the description of the stable water isotope enabled regional circulationmodel REMOiso; an initial validation of REMOiso over Europe; an investigation of the seasonal variationsof precipitation, atmospheric circulation and isotopic signal over South America; and at last the recording ofthe south American monsoon system (SAMS) by stable water isotope diagnostics.Dans un contexte de changement climatique, la connaissance des climats passés permet de mieux cernerl'évolution future du climat. Les isotopes stables de l'eau constituent un excellent proxy paléo-climatique. Lespropriétés physiques des isotopes lourds de l'eau (H182 O; HDO) induisent des fractionnements isotopiques,qui dépendent de la température et du taux de distillation. Sous réserve d'une inversion bien conditionnée dusignal isotopique, on peut reconstruire les variations passées du climat à partir d'archives isotopiques. Les carottesde glace andines constituent un enregistrement unique de la variabilité du climat tropical. En revanche,la complexité de la circulation atmosphérique rend plus ardue l'interprétation de leur signal isotopique.En conséquence, nous avons développé au cours de cette thèse un module traitant du fractionnementdes isotopes stables de l'eau au sein du modèle de circulation régionale REMO pour application au cas del'Amérique du Sud. Le manuscrit retrace les principales étapes de la thèse. Il s'agit de la mise en perspectivedu travail de thèse dans la problématique du changement climatique ; la description du modèle de circulationrégionale REMOiso et de son module traitant des isotopes de l'eau ; la validation initiale de REMOiso surl'Europe ; l'étude des variations saisonnières des précipitations, de la circulation atmosphérique régionale etdu signal isotopique en Amérique du Sud ; de l'enregistrement par les isotopes stables de l'eau de la moussonsud-américaine