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MODÉLISATION ET PRÉVISION OCÉANOGRAPHIQUES

Les océans couvrent environ 361 millions de kilomètres carrés, soit 70,8 p. 100 de la surface du globe, avec une profondeur moyenne de 3 700 mètres. Ils sont une composante majeure de notre planète et de son histoire. La vie sur Terre est issue de ce milieu. L’océan a d’abord été connu par des mesures locales, puis les satellites ont permis une vision d’ensemble de sa surface, et enfin les instruments les plus récents permettent d’en explorer les profondeurs.

L’observation de l’océan est difficile même si les progrès technologiques ont permis des avancées importantes. La confrontation des mesures aux théories met en place une démarche expérimentale. Or il n’est pas possible d’élaborer en laboratoire une « maquette » des océans qui puisse prendre en compte toutes les interactions d’échelles des mouvements océaniques. La modélisation numérique de l’océan est donc une méthode expérimentale qui, confrontée aux théories et aux mesures, permet de faire avancer les connaissances. Mesures in situ et par satellite, expériences de laboratoire et modélisations numériques se combinent désormais pour comprendre et prévoir les océans.

Mesurer l'océan

Islande : carte ancienne - crédits : Fine Art Photographic Library/ Corbis/ Getty Images

Islande : carte ancienne

Les cartes du monde antique montrent que les connaissances que l’on avait de l’océan ont d’abord répondu à la motivation de faciliter le trafic maritime. Les plus anciennes décrivent le contour des côtes, les courants et les vents de surface. Elles sont souvent ornées de « monstres marins », illustrant la méconnaissance des océans en profondeur. On peut associer l’océanographie moderne – l’étude scientifique des océans, qui s’est développée à partir de la seconde moitié du xixe siècle – avec le début des mesures océanographiques en profondeur, dans le but d’explorer ce qui se passe sous la surface des océans. Pour obtenir différentes mesures de température, salinité, courants, en surface, mais aussi et surtout en profondeur, l’océanographie moderne a développé une instrumentation spécifique à ce milieu opaque.

Les campagnes océanographiques

Depuis ses débuts, l'océanographie a eu recours à des navires. Certains, consacrés uniquement à la recherche (navires océanographiques), sont affectés spécifiquement à l'étude d'une région donnée ou d'un processus ; d'autres, à vocation commerciale, fournissent des mesures dites d'opportunité. La nécessité de recourir à un bateau, moyen lent et coûteux, limite toutefois les capacités d'observation. Un navire océanographique effectue des mesures de routine tout le long de son parcours, ainsi que des observations à certains points fixes préalablement déterminés (stations) ; il permet aussi la mise en place de matériels ancrés.

L'instrumentation développée à partir d'un navire

Pour obtenir des profils rapides de température dans les couches superficielles de l'océan, un des premiers instruments a été la sonde largable, dite encore sonde bathythermographique. Celle-ci mesure la température lors de sa chute libre dans l'océan. La profondeur est déduite de la vitesse de descente, et la transmission des données se fait par l'intermédiaire d'un fil de cuivre (conducteur), relié au bateau et qui casse vers 400 ou 700 mètres ou même 1 500 mètres selon la sonde. Ce type de mesure rudimentaire est très utilisé, car il ne nécessite pas l'arrêt du navire. Mis en œuvre depuis les années 1960, cet outil est fondamental pour obtenir des informations sur le comportement de l'océan, la densité des observations réduisant les problèmes d'incertitude et de précision rencontrés. Depuis 1992, la sonde largable peut être équipée d'un capteur de conductivité (à partir de laquelle est calculée la salinité).

L'instrument de base des océanographes est la bathysonde (ou sonde CTD) qui mesure la conductivité[...]

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Écrit par

  • : directrice de recherche au CNRS, directrice de l'Institut national des sciences de l'Univers, CNRS
  • : ingénieure au CNRS, chef de projet NEMO, laboratoire LOCEAN, université Pierre-et-Marie-Curie

Classification

Pour citer cet article

Pascale DELECLUSE et Claire LÉVY. MODÉLISATION ET PRÉVISION OCÉANOGRAPHIQUES [en ligne]. In Encyclopædia Universalis. Disponible sur : (consulté le )

Médias

Islande : carte ancienne - crédits : Fine Art Photographic Library/ Corbis/ Getty Images

Islande : carte ancienne

Anomalies du niveau de la mer mesurées par satellite - crédits : EU Copernicus Marine Service

Anomalies du niveau de la mer mesurées par satellite

Répartition mondiale des flotteurs du programme Argo - crédits : jcommops

Répartition mondiale des flotteurs du programme Argo

Autres références

  • MARÉES NOIRES

    • Écrit par Lucien LAUBIER
    • 7 626 mots
    • 5 médias
    ...leur vitesse propre. Courants et vents combinent donc leur action et les nappes se déplacent selon la résultante de ces deux forces. Il existe différents modèles mathématiques permettant de prévoir le déplacement des nappes, que l'on peut régulièrement « recaler » par l'observation aérienne. Le modèle Mothy,...

Voir aussi