Applications of the Wavelet Scattering Transform to the multi-scale characterization of turbulent signals : from interstellar medium to the marine atmospheric boundary layer

La turbulence est un phénomène omniprésent dans les fluides géophysiques et en astrophysique, caractérisé par une dynamique multi-échelle complexe et difficile à décrire statistiquement. Ces dernières années, la Wavelet Scattering Transform (WST) a émergé comme un outil puissant en astrophysique, notamment pour l’analyse des structures du milieu interstellaire et du rayonnement cosmologique. La WST permet de discriminer des signaux présentant des spectres de puissance similaires mais différant par leurs moments d’ordre supérieur, tout en offrant des estimateurs de faible variance ne nécessitant pas un grand nombre d’échantillons. Ce travail propose d’étendre son usage aux sciences de l’atmosphère, et plus particulièrement à l’étude de la turbulence dans la couche limite atmosphérique marine (CLAM). A partir de mesures aéroportées acquises lors de la campagne EUREC4A, nous montrons que la WST permet de caractériser finement l’organisation multi-échelle de la turbulence et ses interactions avec les structures cohérentes de méso- et sous-mésoéchelle. Cette approche ouvre de nouvelles perspectives pour l’analyse statistique de la turbulence et la paramétrisation de ses effets dans les modèles atmosphériques.