Le code communautaire CROCO

CROCO, qu’est-ce que c’est ?

Développé par une communauté internationale et copiloté par le LAERO, CROCO (Coastal and Regional Ocean COmmunity model, https://www.croco-ocean.org) est un modèle océanique régional tridimensionnel à surface libre. Il est spécialement conçu pour étudier la circulation océanique côtière et régionale. CROCO est largement utilisé par la communauté scientifique pour simuler les processus océaniques, de l’échelle des bassins aux structures fines de méso- et sous-méso-échelle. Depuis début 2025, il est labellisé Service National d’Observation-Code Communautaire (SNO-CC) par l’Institut National des Sciences de l’Univers (INSU) du CNRS et est rattaché à l’IR ILICO.

Grâce à un cœur dynamique non hydrostatique compressible développé au LAERO et à une gamme étendue de paramétrisations physiques, CROCO permet de représenter finement la dynamique océanique. Il est notamment employé pour étudier les courants côtiers, les tourbillons, les upwellings, les interactions entre l’océan, l’atmosphère, les vagues, la glace de mer et les processus biogéochimiques marins. Le modèle peut être couplé à d’autres composantes du système Terre, comme l’atmosphère (via Méso-NH) ou les vagues (via WaveWatch III).

Quelques d’une simulations CROCO avec plusieurs domaines imbriqués au niveau du détroit de Gibraltar

Que fait-on avec CROCO au LAERO ?

Au LAERO, les activités autour de CROCO incluent le développement du cœur dynamique non hydrostatique, et son portage et son optimisation sur architectures GPU. On utilise CROCO comme outil de recherche pour étudier les processus océaniques de fine échelle, les interactions océan–atmosphère, notamment dans une approche couplée avec Méso-NH.

Plus précisément, au LAERO CROCO est utilisé pour :

  • Étudier la dynamique océanique régionale et côtière : courants, circulation de méso-échelle, tourbillons, fronts, upwellings, mélange vertical, instabilités de méso et sous-mésoéchelles (Kelvin-Helmholtz, symétrique…) et effets du relief bathymétrique (contrôle hydralique…).
  • Analyser les échanges océan–atmosphère : flux de chaleur, de quantité de mouvement et d’humidité, rôle de l’océan dans la variabilité atmosphérique, rétroactions océan–atmosphère lors de vents forts ou de tempêtes.
  • Simuler et interpréter des campagnes d’observations océaniques : en complément des mesures in situ et satellitaires (bouées, mouillages, gliders, altimétrie), pour mieux comprendre les mécanismes observés.
  • Développer et évaluer des paramétrisations océaniques : mélange vertical, turbulence, couche de surface, échanges air–mer, souvent dans des configurations idéalisées ou réalistes.
  • Définir, simuler et interpréter des campagnes d’observations océanographiques : en complément des mesures in situ et satellitaires (bouées, mouillages, gliders, altimétrie), pour mieux comprendre les mécanismes observés.

En lien très étroit avec des campagnes d’observation ou des études en laboratoire, le LAERO concentre plus spécifiquement son activité sur 5 « démonstrateurs numériques » ciblant chacun un ou plusieurs aspects de la dynamique océanique de sous-mésoéchelle:

  • Courants gravitaires de surface et de fond et cascade directe vers le mélange en océan stratifié: thèse de Marie Andrieux (SDUEE, 2026), collaboration avec le LEGOS et le LEMTA, simulation numérique directe d’une configuration en laboratoire.
  • Dynamique de sous-mésoéchelle, contrôle hydraulique et ondes solitaires dans le détroit de Gibraltar: thèses de Margaux Hilt (SDUEE, 2022) et Jean-Baptiste Roustan (DGA, 2024), collaboration avec le SHOM, campagne in-situ Protevs-Gibraltar 2020, ANR-MOTIONS.
  • Dynamique de sous-mésoéchelle et marées internes dans le Golfe de Gascogne: ANR-MOTIONS, collaboration SHOM et projet de thèse 2027.
  • Acoustique sous-marine dans la région Islande-Féroé: thèse de Pierre-Antoine Dumont (SHOM, 2024) et Faustine Hébrard (AID-SHOM, en cours), collaboration avec le SHOM
  • Simulation couplée Méso-NH-CROCO du Médicane Ianos
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