<?xml version="1.0" encoding="utf-8"?>
<TEI xmlns="http://www.tei-c.org/ns/1.0" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:hal="http://hal.archives-ouvertes.fr/" xmlns:gml="http://www.opengis.net/gml/3.3/" xmlns:gmlce="http://www.opengis.net/gml/3.3/ce" version="1.1" xsi:schemaLocation="http://www.tei-c.org/ns/1.0 http://api.archives-ouvertes.fr/documents/aofr-sword.xsd">
  <teiHeader>
    <fileDesc>
      <titleStmt>
        <title>HAL TEI export of tel-01447048</title>
      </titleStmt>
      <publicationStmt>
        <distributor>CCSD</distributor>
        <availability status="restricted">
          <licence target="https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/">CC0 1.0 - Universal</licence>
        </availability>
        <date when="2026-05-25T05:21:09+02:00"/>
      </publicationStmt>
      <sourceDesc>
        <p part="N">HAL API Platform</p>
      </sourceDesc>
    </fileDesc>
  </teiHeader>
  <text>
    <body>
      <listBibl>
        <biblFull>
          <titleStmt>
            <title xml:lang="en">Reconstruction of Mantle Circulation Using Sequential Data Assimilation</title>
            <title xml:lang="fr">Reconstitution de la convection du manteau terrestre par assimilation de données séquentielle</title>
            <author role="aut">
              <persName>
                <forename type="first">Marie</forename>
                <surname>Bocher</surname>
              </persName>
              <idno type="idhal" notation="numeric">780705</idno>
              <idno type="halauthorid" notation="string">1118633-780705</idno>
              <idno type="IDREF">https://www.idref.fr/19688487X</idno>
              <affiliation ref="#struct-153787"/>
            </author>
            <editor role="depositor">
              <persName>
                <forename>ABES</forename>
                <surname>STAR</surname>
              </persName>
              <email type="md5">f5aa7f563b02bb6adbba7496989af39a</email>
              <email type="domain">abes.fr</email>
            </editor>
          </titleStmt>
          <editionStmt>
            <edition n="v1" type="current">
              <date type="whenSubmitted">2017-01-26 15:25:05</date>
              <date type="whenModified">2026-04-23 14:50:05</date>
              <date type="whenReleased">2017-01-31 08:50:46</date>
              <date type="whenProduced">2016-11-25</date>
              <date type="whenEndEmbargoed">2017-01-26</date>
              <ref type="file" target="https://theses.hal.science/tel-01447048v1/document">
                <date notBefore="2017-01-26"/>
              </ref>
              <ref type="file" subtype="author" n="1" target="https://theses.hal.science/tel-01447048v1/file/BOCHER_Marie_2016LYSEN045_These.pdf" id="file-1447048-1524145">
                <date notBefore="2017-01-26"/>
              </ref>
            </edition>
            <respStmt>
              <resp>contributor</resp>
              <name key="131274">
                <persName>
                  <forename>ABES</forename>
                  <surname>STAR</surname>
                </persName>
                <email type="md5">f5aa7f563b02bb6adbba7496989af39a</email>
                <email type="domain">abes.fr</email>
              </name>
            </respStmt>
          </editionStmt>
          <publicationStmt>
            <distributor>CCSD</distributor>
            <idno type="halId">tel-01447048</idno>
            <idno type="halUri">https://theses.hal.science/tel-01447048</idno>
            <idno type="halBibtex">bocher:tel-01447048</idno>
            <idno type="halRefHtml">Geophysics [physics.geo-ph]. Université de Lyon, 2016. English. &lt;a target="_blank" href="https://www.theses.fr/2016LYSEN045"&gt;&amp;#x27E8;NNT : 2016LYSEN045&amp;#x27E9;&lt;/a&gt;</idno>
            <idno type="halRef">Geophysics [physics.geo-ph]. Université de Lyon, 2016. English. &amp;#x27E8;NNT : 2016LYSEN045&amp;#x27E9;</idno>
            <availability status="restricted">
              <licence target="https://about.hal.science/hal-authorisation-v1/">HAL Authorization<ref corresp="#file-1447048-1524145"/></licence>
            </availability>
          </publicationStmt>
          <seriesStmt>
            <idno type="stamp" n="UNIV-ST-ETIENNE">Université Jean Monnet - Saint-Etienne</idno>
            <idno type="stamp" n="ENS-LYON">École Normale Supérieure de Lyon</idno>
            <idno type="stamp" n="INSU">INSU - Institut National des Sciences de l'Univers</idno>
            <idno type="stamp" n="CNRS">CNRS - Centre national de la recherche scientifique</idno>
            <idno type="stamp" n="UNIV-LYON1">Université Claude Bernard - Lyon I</idno>
            <idno type="stamp" n="STAR">STAR - Dépôt national des thèses électroniques</idno>
            <idno type="stamp" n="LGL-TPE" corresp="UNIV-LYON1">Laboratoire de Géologie de Lyon : Terre, Planètes et Environnement</idno>
            <idno type="stamp" n="THESES-LGLTPE">Thèses des étudiant du Laboratoire de Géologie de Lyon</idno>
            <idno type="stamp" n="GENCI">Publications ayant eu recours aux supercalculateurs du GENCI</idno>
            <idno type="stamp" n="THESES-ENS-LYON">Thèses de l'ENS de Lyon</idno>
            <idno type="stamp" n="UDL">UDL</idno>
            <idno type="stamp" n="UNIV-LYON">Université de Lyon</idno>
          </seriesStmt>
          <notesStmt/>
          <sourceDesc>
            <biblStruct>
              <analytic>
                <title xml:lang="en">Reconstruction of Mantle Circulation Using Sequential Data Assimilation</title>
                <title xml:lang="fr">Reconstitution de la convection du manteau terrestre par assimilation de données séquentielle</title>
                <author role="aut">
                  <persName>
                    <forename type="first">Marie</forename>
                    <surname>Bocher</surname>
                  </persName>
                  <idno type="idhal" notation="numeric">780705</idno>
                  <idno type="halauthorid" notation="string">1118633-780705</idno>
                  <idno type="IDREF">https://www.idref.fr/19688487X</idno>
                  <affiliation ref="#struct-153787"/>
                </author>
              </analytic>
              <monogr>
                <idno type="nnt">2016LYSEN045</idno>
                <imprint>
                  <date type="dateDefended">2016-11-25</date>
                </imprint>
                <authority type="institution">Université de Lyon</authority>
                <authority type="school">École doctorale de Physique et Astrophysique de Lyon (Lyon ; 1991-....)</authority>
                <authority type="supervisor">Nicolas Coltice</authority>
                <authority type="supervisor">Alexandre Fournier</authority>
                <authority type="jury">Stéphane Labrosse [Président]</authority>
                <authority type="jury">Luce Fleitout [Rapporteur]</authority>
                <authority type="jury">Emmanuel Cosme [Rapporteur]</authority>
                <authority type="jury">Georg Stadler</authority>
                <authority type="jury">Tijana Janjic-Pfander</authority>
              </monogr>
            </biblStruct>
          </sourceDesc>
          <profileDesc>
            <langUsage>
              <language ident="en">English</language>
            </langUsage>
            <textClass>
              <keywords scheme="author">
                <term xml:lang="en">Plate Tectonics</term>
                <term xml:lang="en">Kalman Filter</term>
                <term xml:lang="en">Mantle Convection</term>
                <term xml:lang="en">Data Assimilation</term>
                <term xml:lang="en">Lithosphere and Mantle Dynamics</term>
                <term xml:lang="en">Inverse Theory</term>
                <term xml:lang="fr">Tectonique des Plaques</term>
                <term xml:lang="fr">Filtre de Kalman</term>
                <term xml:lang="fr">Convection mantellique</term>
                <term xml:lang="fr">Assimilation de données</term>
                <term xml:lang="fr">Dynamique de la lithosphère et du manteau</term>
                <term xml:lang="fr">Méthodes inverses</term>
              </keywords>
              <classCode scheme="halDomain" n="sdu.stu.gp">Sciences of the Universe [physics]/Earth Sciences/Geophysics [physics.geo-ph]</classCode>
              <classCode scheme="halTypology" n="THESE">Theses</classCode>
              <classCode scheme="halOldTypology" n="THESE">Theses</classCode>
              <classCode scheme="halTreeTypology" n="THESE">Theses</classCode>
            </textClass>
            <abstract xml:lang="en">
              <p>This dissertation focuses on the developpement of data assimilation methods to reconstruct the circulation of the Earth's mantle and the evolution of its surface tectonics for the last 200~Myrs. We use numerical models of mantle convection in which the surface dynamics is similar to the Earth's. By combining these models with plate tectonics reconstructions, it is possible to estimate the structure and evolution of the temperature field of the mantle. So far, the assimilation of plate tectonics reconstructions was done by imposing specific boundary conditions in the model (force balance, imposed velocities...). These techniques, although insightful to test the likeliness of alternative tectonic scenarios, do not allow the full expression of the dynamical feedback between mantle convection and surface tectonics. We develop sequential data assimilation techniques able to assimilate plate tectonics reconstructions in a numerical model while simultaneously letting this dynamicalfeedback develop self-consistently. Moreover, these techniques take into account errors in plate tectonics reconstructions, and compute the error on the final estimation of mantle circulation.First, we develop a suboptimal Kalman filter. This filter estimates the most likely structure and evolution of mantle circulation from a numerical model of mantle convection, a time series of surface observations and the uncertainty on both. This filter was tested on synthetic experiments. The principle of a synthetic experiment is to apply the data assimilation algorithm to a set of synthetic observations obtained from a reference run, and to then compare the obtained estimation of the evolution with the reference evolution. The synthetic experiments we conducted showed that it was possible, in principle, to reconstruct the structure and evolution of the whole mantle from surface velocities and heat flux observations.Second, we develop an Ensemble Kalman Filter. Instead of estimating the most likely evolution, an ensemble of possible evolutions are computed. This technique leads to a better estimation of the geometry of mantle structures and a more complete estimation of the uncertainties associated.</p>
            </abstract>
            <abstract xml:lang="fr">
              <p>Cette thèse vise à proposer de nouvelles méthodes permettant de reconstruire la circulation dans le manteau terrestre et l'évolution de la tectonique de surface pour les deux cents derniers millions d'années. Nous utilisons des modèles numériques de convection mantellique dans lesquels la dynamique de surface est comparable à la tectonique terrestre. En combinant ces modèles avec des reconstructions de la tectonique des plaques il est possible d'estimerla structure et l'évolution du champ de température dans le manteau. Jusqu'à présent, l'inclusion des reconstructions de la tectonique des plaques se faisait en imposant des conditions aux limites du modèle (équilibre des forces, vitesses imposées...). Ces techniques, bien que permettant de tester la validité de différents scénarios tectoniques alternatifs, n'autorisent pas de rétroaction dynamique de la convection mantellique sur la tectonique de surface.Dans ce travail, nous avons développé des techniques d'assimilation de données permettant d'intégrer les reconstructions de la tectonique des plaques dans un modèle numérique tout en laissant se développer de manière auto-cohérente cette rétroaction. Les techniques développées permettent également de prendre en compte les incertitudes associées aux reconstructions de la tectonique des plaques et de calculer les erreurs sur l'estimation finale de la circulationmantellique.Dans un premier temps, nous avons développé un filtre de Kalman suboptimal qui permet d'estimer la structure et l'évolution de la circulation mantellique la plus probable à partir d'un modèle numérique de convection et d'une sérietemporelle d'observations de surface, ainsi que de leurs incertitudes respectives.Ce filtre a été testé sur des expériences synthétiques. Celles-ci consistent à tenter de retrouver une évolution témoin à partir d'une série temporelle de données issues de cette évolution. Ces expériences ont montré qu'il était possible, enprincipe, de reconstruire la structure et l'évolution de l'ensemble du manteau à partir d'observations de vitesses et de flux de chaleur à la surface.Dans un second temps, nous avons développé un filtre de Kalman d'ensemble. Ce filtre permet non seulement d'estimer de manière plus précise la géométrie des structures mantelliques, mais aussi les incertitudes sur cette estimation.</p>
            </abstract>
          </profileDesc>
        </biblFull>
      </listBibl>
    </body>
    <back>
      <listOrg type="structures">
        <org type="laboratory" xml:id="struct-153787" status="VALID">
          <idno type="IdRef">192543776</idno>
          <idno type="ISNI">0000000514239925</idno>
          <idno type="RNSR">201119400U</idno>
          <idno type="ROR">https://ror.org/04t89f389</idno>
          <idno type="Wikidata">Q3214458</idno>
          <orgName>Laboratoire de Géologie de Lyon - Terre, Planètes, Environnement</orgName>
          <orgName type="acronym">LGL-TPE</orgName>
          <date type="start">2011-01-01</date>
          <desc>
            <address>
              <addrLine>Université Claude Bernard, Lyon1 - Campus de la Doua, bâtiment Géode - 2, rue Raphaël Dubois - 69622 Villeurbanne CedexÉcole Normale Supérieure de Lyon - 46, Allée d'Italie - 69364 Lyon cedex 07Université Jean Monnet - Faculté des Sciences et Techniques - 23 rue du Dr Paul Michalon - 42023 Saint Étienne Cedex 02UMR CNRS 5276</addrLine>
              <country key="FR"/>
            </address>
            <ref type="url">http://lgltpe.ens-lyon.fr/</ref>
          </desc>
          <listRelation>
            <relation active="#struct-6818" type="direct"/>
            <relation active="#struct-301088" type="indirect"/>
            <relation active="#struct-194495" type="direct"/>
            <relation name="UMR5276" active="#struct-300045" type="direct"/>
            <relation active="#struct-300284" type="direct"/>
            <relation active="#struct-1327915" type="indirect"/>
            <relation name="UMR5276" active="#struct-441569" type="direct"/>
          </listRelation>
        </org>
        <org type="institution" xml:id="struct-6818" status="VALID">
          <idno type="IdRef">149154992</idno>
          <idno type="ISNI">0000000123319856</idno>
          <idno type="ROR">https://ror.org/04zmssz18</idno>
          <idno type="Wikidata">Q10159</idno>
          <orgName>École normale supérieure de Lyon</orgName>
          <orgName type="acronym">ENS de Lyon</orgName>
          <date type="start">2010-01-01</date>
          <desc>
            <address>
              <addrLine>15 parvis René Descartes - BP 7000 - 69342 Lyon Cedex 07</addrLine>
              <country key="FR"/>
            </address>
            <ref type="url">https://www.ens-lyon.fr/</ref>
          </desc>
          <listRelation>
            <relation active="#struct-301088" type="direct"/>
          </listRelation>
        </org>
        <org type="regroupinstitution" xml:id="struct-301088" status="VALID">
          <idno type="ROR">https://ror.org/01rk35k63</idno>
          <orgName>Université de Lyon</orgName>
          <desc>
            <address>
              <addrLine>92 rue Pasteur - CS 30122, 69361 Lyon Cedex 07</addrLine>
              <country key="FR"/>
            </address>
            <ref type="url">https://www.universite-lyon.fr/</ref>
          </desc>
        </org>
        <org type="institution" xml:id="struct-194495" status="VALID">
          <idno type="IdRef">026402823</idno>
          <idno type="ISNI">0000000121686185</idno>
          <idno type="ROR">https://ror.org/029brtt94</idno>
          <orgName>Université Claude Bernard Lyon 1</orgName>
          <orgName type="acronym">UCBL</orgName>
          <desc>
            <address>
              <addrLine>43, boulevard du 11 novembre 1918, 69622 Villeurbanne cedex</addrLine>
              <country key="FR"/>
            </address>
            <ref type="url">http://www.univ-lyon1.fr/</ref>
          </desc>
          <listRelation>
            <relation active="#struct-301088" type="direct"/>
          </listRelation>
        </org>
        <org type="institution" xml:id="struct-300045" status="VALID">
          <idno type="IdRef">029349265</idno>
          <idno type="ISNI">0000 0001 2154 1736</idno>
          <idno type="ROR">https://ror.org/04kdfz702</idno>
          <idno type="Wikidata">Q3152437</idno>
          <orgName>Institut national des sciences de l'Univers</orgName>
          <orgName type="acronym">INSU - CNRS</orgName>
          <date type="start">2007-04-19</date>
          <desc>
            <address>
              <addrLine>INSU-CNRS3 rue Michel-Ange, 75794 Paris Cedex 16</addrLine>
              <country key="FR"/>
            </address>
            <ref type="url">https://www.insu.cnrs.fr</ref>
          </desc>
        </org>
        <org type="institution" xml:id="struct-300284" status="VALID">
          <idno type="IdRef">028209966</idno>
          <idno type="ISNI">0000 0001 2158 1682</idno>
          <idno type="ROR">https://ror.org/04yznqr36</idno>
          <idno type="Wikidata">Q623154</idno>
          <orgName>Université Jean Monnet - Saint-Étienne</orgName>
          <orgName type="acronym">UJM</orgName>
          <date type="start">1969-03-27</date>
          <date type="end">2025-01-01</date>
          <desc>
            <address>
              <addrLine>10, Rue Tréfilerie – CS 8230142023 Saint-Étienne Cedex 2</addrLine>
              <country key="FR"/>
            </address>
            <ref type="url">https://www.univ-st-etienne.fr/</ref>
          </desc>
          <listRelation>
            <relation active="#struct-1327915" type="direct"/>
          </listRelation>
        </org>
        <org type="regroupinstitution" xml:id="struct-1327915" status="VALID">
          <idno type="IdRef">285395831</idno>
          <orgName>Université Jean Monnet (EPSCPE)</orgName>
          <orgName type="acronym">UJM EPE</orgName>
          <date type="start">2025-01-01</date>
          <desc>
            <address>
              <addrLine>10 rue Tréfilerie42100 Saint-Etienne</addrLine>
              <country key="FR"/>
            </address>
            <ref type="url">https://www.univ-st-etienne.fr/fr/index.html</ref>
          </desc>
        </org>
        <org type="regroupinstitution" xml:id="struct-441569" status="VALID">
          <idno type="IdRef">02636817X</idno>
          <idno type="ISNI">0000000122597504</idno>
          <idno type="ROR">https://ror.org/02feahw73</idno>
          <orgName>Centre National de la Recherche Scientifique</orgName>
          <orgName type="acronym">CNRS</orgName>
          <date type="start">1939-10-19</date>
          <desc>
            <address>
              <country key="FR"/>
            </address>
            <ref type="url">https://www.cnrs.fr/</ref>
          </desc>
        </org>
      </listOrg>
    </back>
  </text>
</TEI>