La couche de surface marine - ou couche de mélange est le lieu d'échanges de matière et d'énergie entre l'atmosphère et l'océan. Sa connaissance est primordiale, tant à court terme en météorologie, courantologie, étude de la production primaire, de la dérive de polluants et du suivi des contaminants qu'à long terme pour les modèles climatiques. Sa forte variabilité suit d'une part les cycles hydrologiques, de l'échelle diurne à saisonnière (thermocline) et d'autre part dépend fortement du vent, de l'état de mer et des ondes internes et enfin de l'activité océanique tourbillonnaire et inertielle. D'une épaisseur de plusieurs dizaines de mètres, cette couche limite turbulente, stratifiée en période estivale, est essentiellement contrôlée dans les modèles numériques par les coefficients de viscosité et diffusion équivalentes de turbulence qu'il s'agit ici de déterminer. Des études antérieures, expérimentales et numériques et des observations in situ ont en particulier montré des écarts significatifs au modèle d'Ekman instationnaire qui suppose un coefficient de viscosité turbulente constant, bien que celui-ci soit qualitativement pertinent.

A partir de mesures à haute résolution lors des campagnes océanographiques dédiées, des champs de horizontaux par radars HF et verticaux par vélocimétrie acoustique doppler, une méthodologie d'identification des paramètres de modèles de turbulence par approche stochastique est développée et appliquée en Méditerranée nord occidentale. En particulier, les modèles de turbulence en un point, semi-empirique K-Profile Parameterization (KPP), Large et al. (1994) et Energie cinétique turbulente - dissipation K-e sont analysés au regard des observations et modèles théoriques et numériques réalistes usuels.