Cette thèse pose les fondations du modèle « the Second-generation Louvain-la-Neuve Ice-ocean Model » (SLIM) qui est basé sur la méthode des éléments finis et les maillages non-structurés. Ce modèle fait partie d'une seconde génération de modèles numériques de circulation marine ou océanique. Notre travail a principalement porté sur les aspects géométriques liés à l'utilisation des maillages non-structurés. Nous avons implémenté un algorithme de triangulation qui génère automatiquement des maillages anisotropes non-structurés sur le plan et la sphère et nous avons défini des stratégies de raffinement de maillage adaptées aux applications marines. Ces stratégies orchestrent la distribution de la taille et de la forme des éléments du maillage afin d'optimiser la précision et le coût en temps de calcul du nouveau modèle. Nous avons aussi abordé l'interpolation contrainte de champs scalaires et vectoriels d'un premier maillage vers un second. L'utilisation conjointe de ces trois outils combinée avec un estimateur d'erreur a posteriori permettra l'adaptation dynamique de maillages au cours de simulations transitoires. Finalement, nous avons bâti les outils géométriques nécessaires à l'écriture d'une formulation discrète des équations de la dynamique des fluides géophysiques sur la sphère. Basée sur un système de coordonnées curvilignes propre à chaque élément du maillage, cette approche originale ne possède aucune des difficultés mathématiques et numériques liées aux singularités des pôles et auxquelles les modèles de la première génération n'ont pu apporter de solution entièrement satisfaisante.

Cette thèse pose les fondations du modèle « the Second-generation Louvain-la-Neuve Ice-ocean Model » (SLIM) qui est basé sur la méthode des éléments finis et les maillages non-structurés. Ce modèle fait partie d'une seconde génération de modèles numériques de circulation marine ou océanique. Notre travail a principalement porté sur les aspects géométriques liés à l'utilisation des maillages non-structurés. Nous avons implémenté un algorithme de triangulation qui génère automatiquement des maillages anisotropes non-structurés sur le plan et la sphère et nous avons défini des stratégies de raffinement de maillage adaptées aux applications marines. Ces stratégies orchestrent la distribution de la taille et de la forme des éléments du maillage afin d'optimiser la précision et le coût en temps de calcul du nouveau modèle. Nous avons aussi abordé l'interpolation contrainte de champs scalaires et vectoriels d'un premier maillage vers un second. L'utilisation conjointe de ces trois outils combinée avec un estimateur d'erreur a posteriori permettra l'adaptation dynamique de maillages au cours de simulations transitoires. Finalement, nous avons bâti les outils géométriques nécessaires à l'écriture d'une formulation discrète des équations de la dynamique des fluides géophysiques sur la sphère. Basée sur un système de coordonnées curvilignes propre à chaque élément du maillage, cette approche originale ne possède aucune des difficultés mathématiques et numériques liées aux singularités des pôles et auxquelles les modèles de la première génération n'ont pu apporter de solution entièrement satisfaisante.