Ce travail de thèse présente une étude sur la circulation océanique de surface s'écoulantle long des talus continentaux (aux abords de l’isobathe 200 m) de la mer Méditerranée centrale. L'objectif étaitde mieux renseigner le schéma de circulation de surface dans la région et les régimes de variabilité associés ens’appuyant essentiellement sur les observations altimétriques conventionnelles (AVISO/X-TRACK) le longdes traces satellite, disponibles sur la période 1993-2015. Cette étude est également basée sur une utilisationcombinée des données spatiales de SST, de mesures in-situ hydrographiques et de courantométrieconjointement avec l'altimétrie. L'analyse a d'abord permis de caractériser la variabilité saisonnière et deproposer un nouveau schéma de circulation de surface, y compris pour les saisons intermédiaires, incluant unenouvelle branche de courant Atlantique sur le plateau continental Tunisien. Le second point fort de ce travailréside aussi dans la caractérisation du transport de surface et des modes de variations inter-annuelles de l'eauAtlantique à partir de l'altimétrie côtière sur le long terme. L‘observabilité de la méso-échelle océanique de lazone d‘étude est enfin abordée à partir des mesures altimétriques haute résolution (AltiKa). Cela a permis dedétecter des structures physiques à plus fine échelle et d'affiner le détection des variations des courants les pluscôtiers. Au delà des aspects scientifiques, cette thèse a également permis des avancées méthodologiquesimportantes concernant l’utilisation combinée de différents jeux de données spatiaux et in-situ, aisémentapplicables pour les pays du Sud. / This work presents a study on surface ocean circulation flowing along the continentalslopes (near the 200 m isobath) of the central Mediterranean Sea. The aim was to better inform the surfacecirculation patterns in the region and the associated variability regimes based mainly on along-trackconventional altimetry (AVISO / X-TRACK) available over the period 1993-2015. This study is also based onthe combined use of spatial SST data, in-situ hydrographic and current measurements in conjunction withaltimetry. The analysis has first allowed to characterize the seasonal variability and to propose a new surfacecirculation pattern, including the intermediate seasons, and a new branch of Atlantic current on the Tunisiancontinental shelf. The second highlight of this work is the characterization of surface transport and inter-annualvariations of Atlantic water from coastal altimetry over the long term. The observability of the oceanic mesoscaleof the study area is finally addressed from high resolution altimetry measurements (AltiKa). This hasallowed to detect physical structures on a smaller scale and to refine the detection of variations in the mostcoastal currents. Beyond the scientific aspects, this thesis has also allowed important methodological advancesregarding the combined use of different spatial and in-situ data sets, easily applicable for the countries of theSouth.

Un nombre croissant de données satellitaires et aéroportées acquises dans le domaine micro-ondes sur la surface demer est aujourd’hui disponible. L’interprétation correcte de ces observations dépend d’une part de la précision desmodèles de diffusion électromagnétiques, et d’une autre part de la maîtrise des propriétés hydrodynamiques etstatistiques de la surface. Ces dernières années ont connu une amélioration considérable des modèlesélectromagnétiques et spectraux. Cependant, certains phénomènes sont encore mal compris et non pris en comptepar ces modèles. En particulier, la variation angulaire de la surface de mer est à ce jour non totalement caractériséeet modélisée. Ce travail de thèse concerne l’étude de cette variation azimutale et des asymétries directionnelles de lasurface de mer. Une première étape consiste à effectuer une analyse expérimentale en se basant sur les données dela littérature mais également sur d’autres jeux de données acquises par l’ONERA et le DSTO. Cette analysepermettra de caractériser les asymétries directionnelles en fonction de la géométrie d’observation, l’état de mer et lafréquence électromagnétique. Une seconde étape consiste à proposer des mécanismes physiques pouvant être àl’origine des asymétries directionnelles. L’asymétrie upwind-crosswind étant essentiellement liée à la fonctiond’étalement du spectre directionnel, notre étude théorique a principalement porté sur la caractérisation del’asymétrie upwind-downwind. Nous étudions l’influence de la prise en compte des formes déferlantes, initialementà travers des formes simples de vagues fortement asymétriques, et ensuite à travers une distribution de pentesexpérimentale prenant en compte ces formes de vagues. Les asymétries obtenues par un modèle deux-échellesprenant en compte ces formes de vagues sont en accord qualitatif avec les asymétries observées pour les bandes defréquences X et L. Une étape supplémentaire consiste ensuite à calculer les asymétries obtenues par un code dediffusion rigoureux sur des profils numérisés d’une expérience en soufflerie et permet la validation des résultatsobtenus avec un modèle deux-échelles. / An increasing number of airborne and spaceborne data acquired in the microwave regime on the sea surface is nowavailable. The appropriate interpretation of these observations depends on the precision of the electromagneticscattering models as well as the knowledge of hydrodynamic and statistical properties of the sea surface. Aconsiderable improvement has been realized in electromagnetic and spectral models in the recent years. However,some phenomena are still poorly understood and not correctly taken into account in these models. In particular, theangular variation of the sea surface is still not totally characterized and modeled. This PhD work concerns the studyof this azimuthal variation and the related directional asymmetries. A first step consists in carrying out anexperimental analysis based on data of the literature and other datasets acquired by ONERA and DSTO. Thisanalysis enables the characterization of the directional asymmetries with respect to acquisition geometry, sea stateand electromagnetic frequency. A second step consists in suggesting and testing physical mechanisms that may beat the origin of these directional asymmetries. As the upwind-crosswind asymmetry is essentially related to thespreading function of the directional spectrum, our theoretical study focused on the study of the upwind-downwindasymmetry. We investigate the influence of the presence breaking waves, initially through simple forms of stronglyasymmetric waves, and then through an experimental slope distribution including these wave forms. Theasymmetries obtained by a two-scale model taking into account these wave forms are in qualitative agreement withthe asymmetries observed at X and L bands. A further step consists in calculating the asymmetries using a rigorousmodel on digitized wind tank experiment profiles and allows the validation of the results previously obtained usinga two-scale model.