MODÉLISATION ET PRÉVISION OCÉANOGRAPHIQUES

Vers l’océan « bleu-blanc-vert », du large jusqu’au littoral

L’océanographie est une discipline très ancienne, qui a commencé par répondre aux besoins de la navigation maritime, dès le début de l’histoire de l’humanité. Elle a pris son essor au fur et à mesure des développements technologiques permettant d’effectuer des mesures dans l’océan, et en particulier en profondeur. Le xx^e siècle a vu une accélération considérable des connaissances avec l’arrivée des réseaux d’observation in situ, des satellites et l’essor de la modélisation numérique, qui ont chacun et ensemble permis une connaissance plus globale et plus dynamique des océans et de leur rôle dans le climat. Au xxi^e siècle, cette discipline permet non seulement de comprendre, mais aussi de prévoir.

Les avancées les plus importantes ont porté sur l’océan « bleu », c’est-à-dire sur ses aspects dynamiques (température, salinité et courants marins). L’océan « blanc » (en référence à la glace de mer) a aussi fortement bénéficié des progrès de l’observation et de la modélisation numérique, même si des éléments de compréhension de la complexité du milieu et de sa dynamique restent encore à découvrir.

L’océan « vert » (en référence à la biogéochimie marine) est aujourd’hui en plein essor : les satellites permettent désormais d’observer la chlorophylle en surface à l’échelle du globe. Cette chlorophylle est associée aux blooms du plancton végétal, c’est-à-dire à ses cycles de croissance qui dépendent de conditions favorables (eaux bien oxygénées et riches en nutriments, ensoleillement…). Le phytoplancton joue un rôle important puisqu’il représente le premier maillon de la chaîne du vivant dans l’océan. Son abondance détermine celle des autres espèces marines. En se développant à partir du dioxyde de carbone, il participe également aux processus climatiques et aux cycles biogéochimiques (dont le cycle du carbone). Les modèles numériques produisent déjà les simulations qui permettent de modéliser et de commencer à prédire les sources et les puits qui conditionnent les variations des éléments chimiques majeurs et du plancton.

Ces dernières décennies, la modélisation numérique de l’océan a beaucoup progressé : les processus physiques et biogéochimiques sont maintenant correctement représentés, ainsi que leurs interactions et leurs couplages. Dans le même temps, l’augmentation de la puissance de calcul permet de mettre en œuvre des configurations à haute résolution spatiale et temporelle. De ce fait, les modèles océanographiques permettent désormais à la fois de représenter des processus globaux et des processus locaux (par exemple, les phénomènes littoraux).

Interactions entre « l’océan vert » (biogéochimie marine) » et « l’océan bleu » (processus physiques et dynamiques)

Une connaissance approfondie des différents phénomènes en jeu dans l'océan est essentielle pour obtenir des modélisations fiables. Il est indispensable de tenir compte des phénomènes physiques (sédimentation, agrégation...), dynamiques (courants marins), chimiques et biogéochimiques... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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La combinaison des données et modèles de ces trois facettes de l’océan (bleu, blanc, vert) ouvre de nouvelles perspectives de connaissance de ce milieu océanique si important pour l’avenir de notre écosystème et de son développement durable.

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Islande : carte ancienne
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Anomalies du niveau de la mer mesurées par satellite
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Répartition mondiale des flotteurs du programme Argo
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Océanographie : déploiement d’un flotteur libre
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