Les ondes internes de gravité jouent un rôle essentiel dans la dynamique océanique. La relation de dispersion anisotrope de ces ondes conduit à des lois de réflexion qui sont différentes de celles dont nous avons l'habitude avec les ondes acoustiques ou les rayons lumineux. Dans cette thèse de doctorat, nous nous intéressons aux structures créées par ces ondes en deux dimensions puis en trois dimensions. Dans la plupart des géométries 2D, le parcours des ondes va converger vers un attracteur. Nous étudions d'abord expérimentalement, dans une géométrie trapézoïdale, l'aspect énergétique d'un de ces attracteurs d'ondes. Nous examinons ensuite expérimentalement la transformation de ces attracteurs dans des géométries tridimensionnelles. Dans certaines géométries, la réflexion des ondes conduit à un phénomène de piégeage dans un plan 2D. Ce phénomène, d'abord étudié à l'aide de tracés de rayons, a été reproduit dans une géométrie trapézoïdale ainsi que dans une géométrie de canal. Cette mise en évidence expérimentale du piégeage pourrait expliquer certaines mesures in-situ réalisées dans l'estuaire du Saint Laurent où la propagation des ondes internes est encore mal comprise. Cette thèse est enrichie par deux études expérimentales portant sur la propagation et la réflexion d'un faisceau d'ondes interne : d'une part, l'instabilité créant un courant moyen dans le cas d'un faisceau se propageant dans une géométrie tridimensionnelle et d'autre part la génération d'ondes rétro-réfléchies lors de la réflexion sur des surfaces courbes. / Internal waves play a critical rôle in the ocean dynamics. The anisotropic dispersion relation of these waves leads to reflexion law which are different from what we are used to with acoustic waves or light rays. In the PhD thesis, we are interested in structures generated by these waves, in two dimensions then in three dimensions. In most of the 2D geometries, wave path will converge onto an attractor. We firstly study experimentally, in a trapezoidal geometry, the energy aspect of one of these attractors. Then, we survey experimentally the future of these attractors in tridimensional geometries. In some of them, reflexion leads to a trapping event in a 2D plan. This phenomenon was firstly studied by means of ray tracing, and was reproduced in both a trapezoidal and a canal geometry. The experimental obtainment of trapping could explain some in-situ measurements done in the Saint Laurent estuary, where internal wave propagation is still under scrutiny. This thesis is enhanced by two experimental studies on propagation and reflexion of an internal wave beam. Firstly, the instability generating a mean flow from a beam propagating in a three-dimensional geometry. Secondly, the generation of back-reflected waves from beam reflexion on a curved surface.

Les ondes internes jouent un rôle important dans de nombreux processus dans les océans.L’interaction entre les vagues internes et la topographie océanique a longtemps été un champ de recherche actif. Pourtant, il reste beaucoup de questions sur le sujet. Dans cette thèse, deux processus principaux sont examinés, à savoir la réflexion de faisceaux d’ondes internes sur une pente, et la génération d’ondes sous le vent sur un obstacle tridimensionnel, en utilisant des expériences de laboratoire et des simulations numériques.La réflexion non linéaire d’un faisceau d’onde interne sur une pente uniforme est étudiée à l’aide de la théorie des invisques bidimensionnels et de simulations numériques. Les interactions triadiques résonnantes entre les faisceaux d’ondes incidentes, réfléchies et de deuxième harmonique sont étudiées en développant la théorie existante et en les vérifiant avec des résultats pour des simulations numériques.Dans le cas de la réflexion de faisceaux d’ondes internes tridimensionnels, un fort flux horizontal moyen est induit par le faisceau d’onde, qui perturbe le champ d’onde et affaiblit les secondes harmoniques. La génération de ce flux moyen induit par les vagues est examinée à l’aide des résultats d’expériences et de simulations numériques tridimensionnelles. De plus,les effets de la rotation de fond sur le débit moyen induit par les vagues sont également étudiés à l’aide de simulations numériques.Le courant circumpolaire antarctique est considéré comme l’une des principales sources de mélange dans les océans. La modélisation en laboratoire du courant circumpolaire antarctique a été réalisée sur la plate-forme de Coriolis à LEGI pour étudier la traînée induite par la topographie sur le courant. L’expérience et ses résultats sont également présentés. / Internal waves play an important role in many processes in oceans. The interaction be-tween internal waves and ocean topography has been an active field of research for long. Yetthere are many questions remaining on the topic. In this thesis, two main processes are ex-amined namely, the reflection of internal wave beams on a slope, and generation of lee wavesover a three-dimensional obstacle, using laboratory experiments and numerical simulations.The nonlinear reflection of an internal wave beam on a uniform slope is studied using two-dimensional inviscid theory and numerical simulations. The resonant triadic interactionsamong the incident, reflected and second harmonic wave beams are investigated developingon existing theory and verifying them with results for numerical simulations.In the case of reflection of three-dimensional internal wave beams, a strong mean horizon-tal flow is found to be induced by the wave beam, which perturbs the wave field and weakensthe second harmonics. The generation of this wave-induced mean flow is examined usingresults from experiments and three-dimensional numerical simulations. Furthermore, theeffects of background rotation on the wave induced mean flow are also studied using numer-ical simulations.The Antarctic Circumpolar Current is considered as one of the main sources of mixing inoceans. Laboratory modelling of the Antarctic Circumpolar Current was done in the Coriolisplatform at LEGI to study the topography induced drag on the current. The experiment andits results are also presented.

Les ondes internes sont observées partout dans le monde. Elles ont un rôle important dans la mise en place de la chaine trophique, et elles peuvent avoir un impact sur les activités humaines. Ainsi, dans le Golfe de Guinée, des ondes internes solitaires (OIS) ont provoqué des incidents sur des plateformes pétrolières. L’objectif de la thèse est d’identifier leurs zones de génération, leurs directions de propagation, ainsi que les conditions d’environnement susceptibles de les déclencher. La thèse a comporté deux aspects : d’une part des mesures de courant étaient disponibles et d’autre part la mise en place de modèles numériques. Ces mesures ont montré le passage d’OIS. En outre, les zones de génération potentielles sont identifiées en haut du talus continental. Leur répartition mensuelle a montré une variabilité saisonnière, due à la Mousson Ouest Africaine qui modifie les conditions de stratification au cours de l’année.La modélisation a été réalisée avec HYCOM. Une maquette hydrostatique régionale du Golfe de Guinée a été mise en place. Elle a d’abord été validée en configuration barotrope (océan homogène). Une configuration bicouche a ensuite été testée, et la théorie linéaire des ondes internes a été vérifiée sur ses résultats. Des termes non hydrostatiques ont ensuite été ajoutés dans les équations horizontales du courant de HYCOM, pour modéliser des OIS. L’impact des paramètres physiques, en particulier la force de Coriolis et le forçage barotrope, ainsi que l’effet d’un courant moyen, a été étudié sur des configurations bicouches radiales. Enfin, un canyon a été ajouté au milieu du talus pour évaluer qualitativement les effets d’une bathymétrie 2D sur les OIS. / Internal waves are observed in different locations. They have a key role in the set up of the trophic chain, and they can impact human activities.For instance, in the Gulf of Guinea, internal solitary waves (ISWs) have caused hazards on offshore oil platforms. The aim of the thesis is to identify the generation zones and the directions of propagation of these ISWs, and the environmental conditions (tides, stratification) that can generate them. One the one hand measurements of currents were available, and on the other hand numerical models were used.Measurements of currents were analyzed. Packets of ISWs were identified. Moreover, the potential generation zones of the ISWs, particularly the top of the shelf break, were inferred from their direction of propagation. The monthly repartition of the packets of ISWs revealed a seasonal variability, due to the West African Monsoon, which modified the conditions of the stratification throughout the year.Concerning the modelling, the numerical model HYCOM was used. One regional hydrostatic model of the Gulf of Guinea was built. This regional model was validated for a barotropic configuration (homogeneous ocean) first. Then, a two-layered configuration was set up, and the linear theory of the internal waves was confirmed on the results.Non hydrostatic terms were added to the horizontal velocity equations in HYCOM, to model ISWs. The influence of different physical parameters, such as the Coriolis force, the barotropic forcing, and a mean current was studied on two-layered radial configurations. Finally, a canyon in the middle of the shelf break was set up to assess qualitatively the effect of a 2D bathymetry on the ISWs.

La stabilité d'un écoulement de couche limite sur une paroi verticale et d'un écoulement de canal entre deux parois verticales est étudiée en présence d'une stratification en densité. Des analyses de stabilité modale et non-modale sont conduites.Pour l'écoulement de couche limite sur une paroi verticale, l'analyse de stabilité temporelle est réalisé pour un profil de vitesse en tanh. Les caractéristiques sont décrites en fonction du nombre de Reynolds (Re) et du nombre de Froude (F). Je montre que l'écoulement de couche limite est sujet à l'instabilité visqueuse et à l'instabilité radiative qui conduisent respectivement à la formation d'ondes de Tollmien-Schlichting (TS) et à la génération spontanée d'ondes internes. Je montre que l'instabilité radiative diminue le nombre de Reynolds critique et domine l'instabilité visqueuse pour des grands nombres de Reynolds. L'instabilité radiative devrait donc être observable dans les expériences et les écoulements géophysiques atmosphériques ou océaniques. Pour l'écoulement de canal, je réalise une étude de stabilité temporelle ainsi qu'une étude des perturbations optimales en utilisant le profil de vitesse de Poiseuille. Comme pour l'écoulement de couche limite, je montre que l'instabilité visqueuse est dominée par une instabilité 3D associée à la stratification. Cette dernière affecte également la croissance transitoire des perturbations. Les deux mécanismes fondamentaux de croissance transitoire que sont les mécanismes de Orr et de ``lift-up'' sont toujours présents mais le mécanisme de lift-up est fortement atténuée par la stratification et rapidement dominée par la présence des instabilités 3D. / The stability of a boundary layer on a vertical wall and a channel flow between two vertical walls is studied in the presence of density stratification. Both modal and non-modal analysis are conducted in these studies. For the boundary layer on a vertical wall, a temporal stability analysis is performed for a tanh velocity profile. The characteristics are analysed as functions of the Reynolds number (Re) and the Froude number (F). The boundary layer is found to be unstable to viscous instability and radiative instability. The viscous instability can lead to Tollmien–Schlichting (TS) waves, and the radiative instability may generate internal gravity waves spontaneously. The radiative instability reduces the critical Re for instability. And for large Reynolds numbers, it dominates the viscous instability. Consequently, radiative instability may develop in experiments and various geophysical situations in the ocean and atmosphere.For the channel flow, we choose plane Poiseuille flow as a prototype. Both the exponential instability and transient growth are analysed. There are also two kinds of exponential instabilities, viscous instability and a 3D instability. The 3D instability influences the behaviour of the transient growth. The fundamental mechanisms in transient growth are the inclination of upstream tilting waves and the growth of streamwise vortices, which are referred to as Orr mechanism and lift-up mechanism. In the presence of stratification, the Orr mechanism is not affected while the lift-up mechanism is weakened. The combination of these two mechanisms is amplified by the influence of the 3D instabilities.

Les ondes internes de gravité jouent un rôle important dans les échanges énergétiques océaniques, en particulier par leur mécanisme d'atténuation. Il est alors crucial de déterminer et de quantifier les différents processus permettant un transfert d'énergie vers les petites échelles et aboutissant ainsi au mélange océanique. Nous avons, pour cela, étudié précisément l'un de ces mécanismes: l'Instabilité Paramétrique Sous-harmonique (PSI). Cette instabilité permet la génération de deux ondes internes, de fréquence et de vecteurs d'ondes différents, à partir d'une onde primaire, par interaction non-linéaire résonante. L'étude expérimentale de cette instabilité a ainsi permis de mettre en évidence l'importance de certains paramètres (fréquence, amplitude, largeur de faisceau) quant au développement et à la sélection des ondes secondaires. Ces paramètres influent donc sur le transfert énergétique entre les échelles. En outre notre dispositif expérimental a permis de tester les limites de la théorie développée jusqu'à présent et a conduit à l'élaboration d'un nouveau modèle validé expérimentalement et numériquement.Par ailleurs, nous avons adapté la technique de Fluorescence Induite par Laser (LIF) à des fluides continûment stratifiés afin d'effectuer des mesures simultanées de vitesse (PIV) et de densité (LIF). Cette technique permet ainsi d'étudier expérimentalement l'effet de la propagation et de la déstabilisation des ondes internes de gravité sur une stratification linéaire, et d'accéder à des grandeurs associées au mélange. / Internal waves are believed to be of primary importance as they affect energy transfer, especially their dissipation mechanism. Therefore it is crucial to identify and measure the different processes evolving a transfer to smaller scales and leading to oceanic mixing. We have chosen to focus on one of these mechanisms: the Parametric Subharmonic Instability (PSI). This instability allows the generation from a primary wave of two secondary internal waves, with different frequencies and waves vectors, by nonlinear resonant interaction. The experimental study of this instability has helped to highlight the importance of some parameters (frequency, amplitude, beam width) for the development and the selection of secondary waves. Thus these parameters affect the energy transfer between scales. Moreover, our experimental device was used to test the limits of the theory developed so far and has led to the development of a new model, which has been validated experimentally and numerically.In addition, we adapted the technique of Laser Induced Fluorescence (LIF) to continuously stratified fluids, with the aim of performing simultaneous measurements of velocity (PIV) and density (LIF). This technique allows us to study experimentally the effect of propagation and destabilization of internal gravity waves on a linear stratification, and to access to quantities related to the mixing.

Les ondes internes sont omniprésentes dans les océans. Cette thèse analyse le cycle de vie des ondes internes et l'impact du déferlement de ces ondes sur le mélange turbulent dans deux bassins océaniques, aux caractéristiques contrastées, l'Arctique et l'Indien. Ces deux régions sont en effet aux antipodes de la circulation thermohaline avec l'océan Arctique lieu de formations d'eaux denses et l'Océan Indien région d'upwelling d'eaux denses. L'analyse de données de mouillage recueillies dans le Sud-Ouest de l'Océan Indien au niveau d'une dorsale océanique révèle la présence d'une forte marée interne. Cette marée interne montre une focalisation de l'énergie sous forme de 'rayons' dont la propagation est fortement influencée par les structures de méso-échelle. Malgré ce fort signal de marée interne, nous mettons en évidence la contribution majeure des ondes internes de fréquence proche-inertielle au mélange turbulent. Aux hautes latitudes l'analyse des séries temporelles recueillies au cours de trois printemps consécutifs dans le Storfjord, un fjord Arctique dans l'archipel Svalbard, montre la forte variabilité des ondes en fonction de la stratification et par conséquent un impact variable de ces ondes en terme de mélange turbulent. Les flux de chaleur diffusifs induits par le déferlement de ces ondes sont enfin estimés dans ces deux régions, permettant ainsi de replacer ces résultats dans le contexte global de la circulation thermohaline. / Internal waves are ubiquitous in the ocean, and play a key role in the global overturning circulation. This thesis analyzes the life cycle of internal waves in two distinct ocean basins: the Arctic and Indian Oceans. Hydrographic and velocity data are used to study the generation, propagation, and dissipation of internal waves in these two ocean basins. In the Indian Ocean, an area of mixing-driven upwelling, mooring data reveal the presence of a strong internal tide propagating as tidal beams above the Southwest Indian Ridge in the Indian Ocean basin. These tidal beams show a strong vertical structure, and their path of propagation is highly dependent on the mesoscale activity in the region. Despite this strong internal tide signal, however, mixing in the region is dominated by inertial internal waves. On the other side of the globe, in a region of deep water formation, shipboard data from four short time series from three consecutive springs in Storfjorden, an Arctic fjord in the Svalbard Archipelago, reveal a link between the vertical structure of the stratification profile and mixing in the Arctic. These environmental conditions, the changing mesoscale in the Indian Ocean, and the changing stratification in the Arctic Ocean, greatly impact the generation, propagation, and dissipation of internal waves, and subsequent turbulent mixing in theses two ocean basins.

L'océan et l'atmosphère sont des milieux stratifiés, supports d'ondes internes de gravité. Ces ondes peuvent se propager sur de très grandes distances, transportant de l'énergie loin de leurs sources et jouant ainsi un rôle clé dans le bilan énergétique global des écoulements géophysiques. Notre approche expérimentale modélise de façon idéalisée les topographies océaniques et la stratification du milieu afin de comprendre les mécanismes fondamentaux mis en jeu en présence d'ondes internes. Cette démarche a été couplée au développement de techniques d'analyse des données telles que la démodulation complexe. Différents types d'ondes internes ont été utilisées. Pour cela, un point clé a été la caractérisation et le contrôle d'une nouvelle source d'ondes. Notre étude combinant expériences, simulations numériques et prédictions analytiques permet la génération contrôlée de structures spatiales variées (faisceaux localisés, modes verticaux occupant toute la hauteur du uide, ondes planes). L'étude du problème classique de la réflexion d'une onde plane sur un plan incliné a permis de vérifier l'absence d'onde retour pour des pentes proches de la criticalité, tout en mettant en évidence que ce cas d'école est encore un sujet ouvert. Nous avons également étudié la conversion d'un mode vertical modélisant la marée interne lors de l'interaction avec une topographie de grande échelle. Cette conversion est régie par des mécanismes linéaires et non-linéaires. La présence de pentes sous-critiques inuence la conversion du mode incident en de plus petites échelles spatiales, tandis que la hauteur de la topographie joue un rôle notable dans l'amplitude des modes transmis ainsi que l'intensité de processus non-linéaires générant des ondes harmoniques et un courant moyen. Nous avons réalisé la première mise en évidence expérimentale de la génération locale de trains d'ondes non-linéaires (solitons) lors de la réflexion d'un faisceau d'ondes internes intense et localisé au niveau d'une pycnocline. Ce phénomène dépend de la stratification considérée, qui caractérise la nature de la pycnocline. Enfin, une étude de la dynamique couplée entre un bateau évoluant à force constante et le fluide stratifié environnant a été menée. Le régime particulier des dépend d'un unique nombre sans dimension, le nombre de Froude associé à l'onde la plus rapide de la stratification sur laquelle le bateau évolue. Nous avons généralisé le cas classique à deux couches à tout type de stratification constituée d'une couche homogène en surface.

Ce mémoire est composé de deux parties indépendantes. Si les deux sujets traités sont de nature différente, l'étude asymptotique du problème est à chaque fois au centre de la réflexion. Dans la première partie, nous nous intéressons au comportement d'un système composé de deux fluides non miscibles, soumis à la seule force de gravité. Un tel système est utilisé en océanographie, afin de modéliser une étendue d'eau de densité variable. On commence par écrire sous forme agréable les équations d'évolution gouvernant le système. Ensuite, on développe une panoplie de modèles asymptotiques, dans les régimes d'eau peu profonde - où l'on suppose que la profondeur des couches de fluide est petite devant la longueur d'onde caractéristique à l'interface - et d'ondes longues - où l'on ajoute une hypothèse de petitesse des déformations à la surface et à l'interface. Ces modèles sont rigoureusement justifiés, par des résultats de cohérence ou de convergence. Finalement, on s'intéresse particulièrement au phénomène d'eaux mortes, qui se manifeste par une forte résistance à l'avancement subie par un corps naviguant dans des eaux stratifiées. Cette résistance est une conséquence de l'énergie dépensée par le corps pour générer une onde à l'interface entre les deux couches de fluide. Là encore, des modèles asymptotiques sont construits, justifiés rigoureusement et simulés numériquement. Une telle étude nous permet de prédire dans quelles situations le phénomène d'eaux mortes se manifeste. La deuxième partie est dédiée à l'étude de la propagation des ondes dans un milieu non-homogène. La motivation de cette étude se situe dans les cristaux photoniques, dont les propriétés de structure se répercutent sur la propagation des rayons lumineux. Plus particulièrement, nous nous intéressons à l'influence de la présence de défauts dans le matériau, modélisés par des singularités et/ou des discontinuités dans la microstructure. On montre que ces interfaces ont un effet prédominant sur les propriétés asymptotiques du matériau - notamment le coefficient de transmission - lorsque la longueur caractéristique de la microstructure tend vers zéro.

Les océans de la Terre sont stratifiés en densité par les gradients de température et de salinité.L'interaction des courants de marée avec la topographie du fond océanique entraîne donc le rayonnement des ondes de gravité interne dans l'intérieur de l'océan. Ces ondes sont appelées marées internes et leur dissipation due à le déferlement des ondes nonlinéaires joue un rôle important dans le mélange de l'océan abyssal, et donc dans la circulation océanique à la grande échelle.Dans ce contexte, nous étudions la génération des ondes internes par l’oscillation d’objet de différentes géométries simplifiées afin de modéliser le marée barotropique sur la topographie océanique et considérons les effets linéaires et nonlinéaires sur ces ondes résultant d’interactions avec l'objet et entre ces ondes.La contribution relativement nouvelle de cette thèse est l'étude des aspects de flux tridimensionnels qui étaient accessibles avec notre approche expérimentale, et sont généralement difficiles à étudier par modélisation numérique et analytique.Nous étudions d'abord la structure des ondes fundamentale et des harmoniques supérieur pour un sphéroïde oscillant, émettant des ondes divergentes. Les harmoniques supérieures sont générées par l'instabilité non linéaire à la surface de l'objet avec des effets nonlinéaires dans la zone d'intersection des faisceaux fundamentales. Ils peuvent se croiser et se concentrer, donc augmenter d'énergie, et devenir dominant sur les ondes fundamentales. On détermine les structures horizontales des ondes fundamentale et des harmoniques supérieures.Subséquemment, nous considérons les ondes générées par un tore oscillant, qui convergent vers un point focal. En dehors de cette région focale, les résultats expérimentaux et les prédictions théoriques sont en bon accord, mais dans la région focale, l'amplitude de l'onde est deux fois plus grande que près du tore, conduisant à une amplification locale nonlinéaire et à un déferlement des onde pour les grandes amplitudes d'oscillations. En conséquence, la propagation des ondes fundamentales se trouve entravée dans la région focale. L'onde stationnaire se forme alors que de nouvelles ondes sont générées et émises de cette région focale.Un tore plus grand a été testé sur la plate-forme Coriolis pour comparer la focalisation des ondes de gravité internes, inertie-gravité et des ondes inertielles dans un régime faiblement visqueux. En raison de la complexité de la zone focale, une seconde harmonique est observée même quand l'amplitude d'oscillation est faible. Le champ de vorticité verticale des ondes de gravité interne présente une structure dipolaire dans la zone focale, qui se transforme dans le cas tournant en une structure de vortex "Yin-Yang". La structure globale des faisceaux des ondes inertiels est proche de celle pour des ondes de gravité internes, bien q'elle est relativement plus intense. / The Earth's oceans are stratified in density by temperature and salinity gradients.The interaction of tidal currents with ocean bottom topography results therefore in the radiation of internal gravity waves into the ocean interior. These waves are called internal tides and their dissipation owing to nonlinear wave breaking plays an important role in the mixing of the abyssal ocean, and hence in the large-scale ocean circulation.In this context we investigate the generation of internal waves by oscillating objects of different idealized geometries as a model of barotropic flow over ocean topography, and consider linear as well as nonlinear effects on these waves resulting from interactions with the object and from wave--wave interactions.The relatively novel contribution of this thesis is the investigation of three-dimensional flow aspects that were accessible with our experimental approach, and are generally difficult to investigate by numerical and analytical modelling.First we investigate the wave structure of the first and higher harmonics for an oscillating spheroid, emitting diverging waves. Higher harmonics are generated by nonlinear instability at the surface of the object together with nonlinear effects in the zone of intersection of the primary beams. They may intersect and focus, therefore increase in energy, and become dominant over the first harmonic. The horizontal structures of both, first and higher harmonics are determined.We then consider waves generated by an oscillating torus, that are converging to a focal point. Outside this focal region experimental results and theoretical predictions are in good agreement, but in the focal region the wave amplitude is twice as large as it is close to the torus, leading to local nonlinear wave amplification and incipient wave breaking for large oscillation amplitudes. As a result, the propagation of the first harmonic waves is found to be hindered in the focal region. A standing pattern forms, while new waves are generated and emitted away from this focal region.A larger torus has been tested at the Coriolis platform to compare the focusing of internal gravity, inertia--gravity and inertial waves in a low viscous regime. Owing to the complexity of the focal region, a second harmonic is observed even at low oscillation amplitude. The vertical vorticity field of internal gravity waves exhibits a dipolar structure in the focal zone, which transforms in the rotating case into a ``Yin--Yang-shaped'' monopolar vortex structure. The overall structure of the inertial wave beams is close to that for internal gravity waves, though relatively more intense.

L'Eau Antarctique de Fond constitue la principale masse d'eau océanique par son volume, et nourrit la composante la plus profonde et la plus lente de la circulation océanique. Les processus qui régissent son cycle de vie sont donc clé pour la capacité de stockage de l'océan en carbone et chaleur aux échelles centennales à multi-millénaires. Cette thèse tente de caractériser et quantifier les principaux processus responsables de la destruction (synonyme d'allègement et de remontée) de l'Eau Antarctique de Fond dans l'océan abyssal. A partir d'une estimée issue d'observations de la structure thermohaline de l'océan mondial et de diagnostics fondés sur le budget de densité des eaux profondes, les rôles respectifs du chauffage géothermal, du mélange turbulent par déferlement d'ondes internes et de la géométrie des bassins sont évalués. Il est montré que la géométrie de l'océan gouverne la structure de la circulation de l'Eau Antarctique de Fond. La contribution du déferlement des ondes internes, bien que mal contrainte, est estimée insuffisante pour maintenir un rythme de destruction de l'Eau Antarctique de Fond comparable à celui de sa formation. Le chauffage géothermal a quant à lui un rôle important pour la remontée des eaux recouvrant une large surface du lit océanique. Les résultats suggèrent une réévaluation de l'importance du mélange au niveau des détroits et seuils profonds, mais aussi du rôle fondamental de la forme des bassins, pour l'allègement et le transport des eaux abyssales. / Antarctic Bottom Water is the most voluminous water mass of the World Ocean, and it feeds the deepest and slowest component of ocean circulation. The processes that govern its lifecycle are therefore key to the ocean's carbon and heat storage capacity on centennial to multi-millennial timescales. This thesis aims at characterizing and quantifying processes responsible for the destruction (synonymous of lightening and upwelling) of Antarctic Bottom Water in the abyssal ocean. Using an observational estimate of the global ocean thermohaline structure and diagnostics based on the density budget of deep waters, we explore the roles of basin geometry, geothermal heating and mixing by breaking internal waves for the abyssal circulation. We show that the shape of ocean basins largely controls the structure of abyssal upwelling. The contribution of mixing powered by breaking internal waves, though poorly constrained, is estimated to be insufficient to destroy Antarctic Bottom Water at a rate comparable to that of its formation. Geothermal heating plays an important role for the upwelling of waters covering large seafloor areas. The results suggest a reappraisal of the role of mixing in deep straits and sills, but also of the fundamental role of basin geometry, for the lightening and transport of abyssal waters.