Mesurer la glace ? pas de quoi en faire des vagues

La fonte inéluctable des glaces de mer rend nécessaire d’en estimer l’épaisseur. C’est possible, il suffit pour cela de mesurer les vagues…

La couverture de glace au niveau des pôles a beaucoup diminué depuis 1979, année des premières observations satellitaires, le réchauffement direct de notre atmosphère et les différents phénomènes physiques associés (modification des courants, intensification des événements climatiques extrêmes…) en sont les principaux responsables. Ainsi dans les régions polaires, les interactions entre les vagues et la glace sont de plus en plus importantes. En Arctique, l’étendue des glaces ayant considérablement diminué, la surface d’océan en eau libre a augmenté permettant aux vagues de se déployer. En Antarctique, les vagues ont un effet stabilisateur, elles viennent compresser la glace et lui opposent ainsi  une résistance à l’éloignement vers l’équateur et des eaux plus chaudes où elle fondrait.

Quand les vagues arrivent à hauteur d’un objet flottant, il les réfléchit et/ou les amortit, tout comme la quantité de mouvement qu’elles transportent. Cela produit une force horizontale sur l’objet (ici la glace de mer) qui peut amener son déplacement ou sa déformation. La compression entraîne l’épaississement des couches de glace flottantes sous forme d’empilements verticaux des morceaux de glace présents dans la zone de transition entre l’océan et la banquise (cf. fig. 1), c’est la Zone Marginale de Glace (ZMG). Les morceaux de glace, formant initialement une seule couche morcelée à la surface de la mer, peuvent se retrouver compressés jusqu’à se soulever pour s’empiler sur d’autres.  C’est le mouvement incessant des vagues qui favorise ce soulèvement en modifiant constamment les espacements et hauteurs des glaces flottantes. A partir d’un certain point, la force exercée par les vagues devient insuffisante pour compresser d’avantage la glace qui arrête alors d’épaissir.

L’étude présentée ici s’appuie sur la capacité de calculer la variation du mouvement de la glace à la surface de l’océan lorsqu’elle est soumise aux contraintes qui s’opposent à sa déformation : les contraintes externes sur la glace (les vagues, le vent, les courants) et la contrainte interne à la glace. Prenons l’exemple d’une boule de neige : la contrainte externe lui est imposée par nos mains qui tassent la neige tandis que la résistance de la neige au tassement, constitue la contrainte interne. L’opposition de ces deux contraintes, permet d’obtenir une boule de neige compacte, de taille constante pour une quantité de neige donnée.

Fig. 1 : Agrégation et compactage des morceaux de glace par les vagues (provenant de la gauche) vers la banquise (à droite)

Lorsque la glace ne bouge plus, on dit que le système glace-océan-atmosphère est à l’équilibre. Les contraintes externes et internes s’égalisent (la boule de neige est constituée et ne se tasse plus). Connaître la valeur de l’une des deux contraintes, c’est connaître la valeur de l’autre, on peut donc estimer les contraintes internes par des mesures extérieures (via un satellite par ex.), or comme on sait relier mathématiquement les contraintes internes à l’épaisseur de la glace, on peut alors déterminer celle-ci à partir de mesures océanographiques !

Des expériences ont ainsi été réalisées dans le parc national du Bic, véritable laboratoire naturel au long de l’estuaire du fleuve Saint-Laurent (Canada). Durant l’hiver et malgré une couverture de glace presque totale, une partie du fleuve reste cependant libre de glace  par l’apport en eaux plus chaudes, provenant de l’océan Atlantique. Lors d’épisodes venteux, des vagues s’y forment (ce serait impossible si toute la surface du fleuve était gelée) permettant ainsi l’étude d’une ZMG. Des mesures comparatives de courant, de vent et d’épaisseur de glace ont donc pu y être effectuées. Des bouées équipées de capteurs de mouvements et placées en différents points toujours plus éloignés du bord, ont permis d’effectuer des mesures de vagues (cf. fig. 2a) ; ce positionnement permet d’évaluer l’atténuation progressive des vagues par la glace. On observe ainsi (cf. fig. 2b) que l’énergie des vagues, mesurée pour chaque bouée, diminue à mesure qu’on s’éloigne de la zone d’eau à l’air libre, en suivant une loi de décroissance exponentielle.

En pratique, cette atténuation peut être ici associée à trois phénomènes : la réflexion des vagues sur la glace et vers le large, la dissipation de l’énergie des vagues par la turbulence (remous occasionnés par la rencontre entre les vagues et la glace) ou encore la friction entre morceaux de glace. Le premier phénomène reste négligeable car les morceaux de glaces sont de petites tailles vis-à-vis de la longueur des vagues (ce n’est pas toujours le cas). Le second n’a pas pu être mesuré durant les missions de terrain (mais compte tenu d’autres observations, il peut ne pas être négligeable). Ainsi, si l’atténuation examinée ici tient compte uniquement de la friction des glaces (troisième phénomène), il faut souligner que le résultat final est probablement sous-évalué, car l’effet de turbulence n’a pas été pris en considération.

Fig. 2a : Zone d’étude avec le parcours réalisé par les bouées lors d’une des séries de mesures. L’échelle de couleur indique le temps associé à la position de chaque bouée.

Fig. 2b : Atténuation de l’énergie E des vagues en fonction de la distance Xice au bord de glace. Plus la couleur est foncée, plus la bouée considérée se situe loin du bord.

Les mesures d’épaisseur ont été réalisées via des trous percés dans la glace, on y a introduit un bâton terminé d’un crochet afin de ne pas dépasser la surface inférieure du glaçon. Les mesures de vent et de courant ont montré que leur effet sur la glace reste négligeable comparé à celui des vagues. De ce fait, la mesure de l’atténuation des vagues permet directement d’estimer l’évolution de la contrainte externe des vagues sur la glace et celle de l’épaisseur de glace en fonction de la distance au bord de glace (cf. fig. 3).  Cette épaisseur croît rapidement jusqu’à atteindre une valeur maximale constante, concomitante à la disparition totale des vagues. La modélisation de l’évolution d’épaisseur de la glace correspond bien aux mesures effectuées sur le terrain. La disparité des mesures individuelles est due à la forte variabilité de l’état de surface de la glace.

Fig. 3 : Evolution de l’épaisseur de glace ζ divisée par l’épaisseur de glace à l’équilibre ζeq en fonction de la distance au bord de glace χ. La ligne noire désigne le modèle mathématique, les ronds  les mesures par bouée, les croix les mesures directes de l’épaisseur, les carrés et le losange jaunes les moyennes des croix.

Ces résultats sont encourageants pour la communauté scientifique. En effet contrairement aux mesures des vagues observées toujours plus précisément via les données satellitaires, les estimations d’épaisseur de glace restent très difficiles à réaliser dans des conditions identiques. Grâce à cette découverte, l’estimation par satellite de l’épaisseur des glaces à partir des mesures de vagues devient envisageable (au moins dans des conditions similaires à celles présentées dans cette étude).

Médiation scientifique:

Assurée par Luc Barast, doctorant de lÉcole Doctorale des Sciences de la Mer et du Littoral (EDSML – Université Bretagne – Loire), en 1ère année de thèse dans l’équipe SIAM au sein du Laboratoire d’Océanographie Physique et Spatiale (LOPS) à l’Ifremer.

L’article

Marginal ice zone thickness and extent due to wave radiation stress.

https://doi.org/10.1175/JPO-D-17-0167.1

Les auteurs

Ce travail résulte d’une collaboration entre Peter Sutherland, (Ifremer, Univ. Brest, CNRS, IRD, Laboratoire d’Océanographie Physique et Spatiale, IUEM, Brest, France) et Dany Dumont (Institut des Sciences de la Mer de Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Rimouski, Quebec, Canada) autour du projet BicWin, à propos de l’étude des phénomènes physiques et océanographiques des ZMG à partir du laboratoire naturel que constitue le parc du Bic.

La revue

« Journal of Physical Oceanography » est une revue publiée par l’American Meteorological Society. Elle traite de la physique des océans et des processus ayant lieux à leurs frontières. Les articles qui y sont publiés sont tout aussi bien basés sur de la théorie, des mesures de terrain ou par satellite, ou encore sur des résultats numériques.

Pour en savoir plus
https://www.quebecscience.qc.ca/sciences/les-10-decouvertes-de-2018/mesurer-force-vagues-canot-a-glace/

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Auteurs : consulter l’annuaire de l’IUEM

Bibliothèque La Pérouse : Suivi éditorial, rédaction, corrections et mise en page : Fanny Barbier

Service Communication et médiation scientifique : communication.iuem@univ-brest.fr

Des nouvelles de l’initiative ELD au Niger !

L’ELD (Economics of Land Degradation) est une initiative de reforestation de l’Afrique, principalement au Niger et au Sénégal.

La semaine du 18 au 25 juillet 2019 a été très productive à Niamey pour l’équipe ELD d’AMURE, Emmanuelle Quillérou et Laure Zakrewski. Les quatre groupes de travail ont finalisé leurs analyses financières et économiques des options de restauration des terres.

Dans l’ensemble, les analyses coûts-bénéfices démontrent que la restauration des terres peut être rentable pour les utilisateurs des terres au Niger. Cependant, la majorité des projets de développement international mis en place échouent à long terme, et les populations ne s’approprient pas les pratiques de gestion durable sur leurs parcelles. Les problèmes qui limitent l’adoption des options de restauration durable des terres ne sont ni financiers ni économiques… Mauvaise conception des ouvrages ? Difficulté de mise en œuvre des projets ? Problèmes de gouvernance ? Les obstacles différent-ils d’un site d’étude à un autre ?

Toutes ces questions seront soulevées dans les rapports des quatre groupes, actuellement en cours de finalisation. Les résultats et recommandations qui en découlent seront présentés lors d’un atelier en novembre prochain.

Pour en savoir plus

Pour rappel : AMURE est responsable de la coordination et de l’appui scientifique des différentes équipes ainsi que de la rédaction de rapports de synthèse, un pour chacun de ces pays. La pluridisciplinarité, la disponibilité et surtout la motivation des experts locaux permettent d’élaborer des études ELD aussi pertinentes qu’enrichissantes !

#ReGreenAfrica #ReGreenNiger #ELDSolutions #SDG15 #ReGreeningAfrica

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Le fleuve Niger © Emmanuelle Quillérou / UBO

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Emmanuelle Quillérou

Laure Zakrewski

Evenement GLOSS (Global Ocean Social Sciences) à Brest les 5 et 6 novembre 2019

Ocean University Initiative (OUI) pilotée par le laboratoire AMURE prend les devants et propose un événement original les 5 et 6 novembre 2019. OUI propose aux chercheurs en sciences sociales de partager leurs points de vue sur les priorités de recherche à mener dans la conception de la prochaine décennie de l’océan pour le développement durable, telle qu’elle est proclamée par la Commission océanographique intergouvernementale de l’UNESCO. La manifestation est labellisée « Décennie des océans » par la COI-UNESCO.

A qui s’adresse l’événement ?

Tous les chercheurs en sciences sociales, y compris les doctorants, souhaitant contribuer à la préparation de la Décennie de l’océan.

Comment va-t-il se dérouler ?

Les deux journées seront organisées en sessions plénières sur différentes thématiques. Elles seront introduites par des témoignages de personnalités et les participants pourront ensuite présenter ou assister à des présentations de recherches en 3 minutes chrono. Les sessions se poursuivront par des temps de réflexion collectifs (par groupe, sur le mur dédié…). Chaque participant sera invité à participer à ces ateliers de discussion, animés par un modérateur et un secrétaire, sur différentes questions préalablement définies par le comité scientifique. L’objectif de la conférence est de valoriser ces discussions entre chercheurs en sciences sociales en action pour un océan plus durable d’ici 2030.

Pour consulter le programme provisoire c’est par ici ! Restez connectés, nous actualisons les informations !

Où aura-t-il lieu ?

Il se déroulera au centre des congrès du Quartz à Brest.

Pssst ! Nous prévoyons une surprise aux participants à la soirée réseau le mardi soir !

Le nombre de places est limité. Inscrivez-vous maintenant ! La clôture des inscriptions est fixée au 30 septembre.

Pour en savoir plus

#OnePlanetOneocean

#GLOSS

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Erwan Amice / CNRS

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Charline Guillou / UBO

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Charline Guillou / UBO

16ème rentrée du master des sciences de la mer et du littoral (SML)

Lundi 2 septembre, les étudiants admis au Master SML ont été accueillis à l’IUEM par le directeur de l’Institut, Frédéric Jean, qui a abordé les missions de l’IUEM, son cadre ainsi que son histoire et son évolution. Le responsable du Master, Guillaume Roullet, a présenté la formation sous un angle général. Durant cette journée, les étudiants ont échangé avec différents intervenants qui leur ont apporté de nombreuses informations sur le déroulement et l’organisation de ces deux années d’études.

Histoire du master

Les sciences de l’environnement ne peuvent s’appréhender que selon une démarche transversale et pluridisciplinaire. Cette approche se justifie d’autant plus pour les espaces marins et littoraux qui sont aujourd’hui au coeur d’enjeux fondamentaux pour l’humanité : le changement climatique, la gestion et la protection des ressources vivantes et minérales des océans, les énergies marines renouvelables, le développement des transports internationaux, ou la gestion des risques naturels et technologiques. Les questions soulevées nécessitent un travail commun entre enseignants et chercheurs des sciences expérimentales (écologues, géochimistes, biologistes, physiciens et géologues) et des sciences de l’homme et de la société (géographes, juristes, économistes). La mer et le littoral font aussi l’objet d’une intense actualité politique et institutionnelle.
Cette démarche transversale a conduit à la création en 2004 par le Ministère de l’Enseignement Supérieur d’un domaine de formation « Sciences de la Mer et du Littoral », unique en France, au sein duquel s’est développé un Master pluri- et trans-disciplinaire. Après 15 années d’existence, ce Master, qui est implanté au coeur d’un pôle scientifique en sciences marines de dimension internationale, a déjà montré son puissant effet structurant et son attractivité. Il permet de réunir les conditions pédagogiques du développement d’une expertise française dans le domaine des sciences de l’environnement marin et côtier.

Organisation et objectifs

Le Master SML regroupe sous un même domaine 8 mentions parmi lesquelles 13 parcours : biologie des organismes marins, écosystèmes marins, sciences halieutiques et aquacoles (coaccrédité avec l’Agrocampus Ouest de Rennes) / master international en biotechnologies marines (coaccrédité avec l’UBS Lorient) / chimie de l’environnement marin / droit, mer et environnement / agriculture, mer et environnement (coaccrédité avec l’Agrocampus Ouest de Rennes) / expertise et gestion de l’environnement littoral / géophysique marine, hydrodynamique navale (coaccrédité avec l’ENSTA Bretagne), physique de l’océan et climat / géosciences océan, ingénierie et gestion des ressources côtières et littorales (coaccrédité avec l’UBS Vannes).
Les parcours en sciences humaines privilégient une approche fondée sur les interactions avec l’homme au niveau marin et côtier, tandis que les sciences biologiques, chimiques, géologiques et physiques visent plutôt la compréhension du «système mer» dans tous ses aspects. Les parcours en physique et biotechnologies sont internationaux et l’enseignement se fait en langue anglaise.
Un grand nombre d’unités d’enseignement (UE) sont communes à au moins 2 mentions du Master, et certaines sont suivies par les étudiants du master international IMBRSea de l’université de Gand où les cours sont également dispensés en anglais. Cette formation a pour objectif d’instruire des chercheurs et des cadres capables d’appréhender les problématiques scientifiques actuelles et d’apporter des réponses adaptées aux problèmes posés en relation avec le domaine marin, océanique et les littoraux.
Les actions de formation en Master sont également au coeur du projet de l’Ecole Universitaire de Recherche (EUR) ISblue. Cette dernière a pour objectif de mieux intégrer et coordonner la stratégie d’enseignement et de recherche des partenaires, de rendre l’offre de formation plus attractive au niveau international, de renforcer l’interdisciplinarité, l’innovation pédagogique et l’approche pédagogique par compétences, ainsi que de développer les synergies entre le monde académique et le secteur socio-économique. Ainsi, beaucoup d’étudiants partent en stage à l’étranger, avec le soutien financier, notamment, du volet formation de cette École Universitaire de Recherche.

La vie associative est très développée au sein du master puisque 4 associations d’étudiants sont recensées : Patel (Protection et aménagement du territoire et de l’environnement littoral) rattachée à la mention expertise et gestion de l’environnement littoral, Sea-ti-Zen historiquement pour la biologie mais désormais pour toutes les mentions, Tethys pour les géosciences et Sea-lex pour les juristes.

Rentrée 2019 : quelques chiffres

Environ 270 étudiants sont inscrits pour cette année universitaire marquant une augmentation de près de 10 % des effectifs, qui oscillaient entre 175 et 200 étudiants depuis la création du master SML en 2004.

Le rayonnement du master au niveau national et international est important. Ainsi, chaque année, environ 15 % des étudiants inscrits sont internationaux et la plupart des mentions reçoivent des étudiants européens ERASMUS.

Cette année, ils proviennent de 16 pays différents. Parmi les étudiants français, entre 30 et 50 % selon les années, proviennent d’établissements extérieurs à l’UBO. Le suivi professionnel des étudiants du master montre une insertion professionnelle supérieure à 75 % dans les 2 années qui suivent l’obtention du diplôme et un pourcentage important de diplômés (50 % environ) en poursuite d’étude (doctorat) pour les 4 mentions en sciences biologiques, chimiques, géologiques et physiques marines.

Pour en savoir plus sur le master

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Sébastien Hervé / UBO

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Guillaume Roullet

Colloque Îles 2019

La semaine du 14 au 19 octobre 2019, à Brest au Quartz, sera consacrée aux îles du monde. Les journées des 17 et 18 octobre seront accessibles au public. Le samedi 19, des excursions thématiques seront organisées sur les îles d’Ouessant, de Molène et de Sein. Les îles, territoires de la mémoire, mais aussi espaces en devenir, constituent des espaces spécifiques qui interrogent les scientifiques de toutes disciplines, inspirent les artistes et mobilisent les collectivités. Trente années après le colloque international de 1989 « Territoires et sociétés insulaires » organisé par l’UBO et l’UNESCO, il s’agit de mesurer les changements intervenus durant cette période et de s’interroger sur les devenirs des territoires insulaires en associant étroitement scientifiques, acteurs professionnels et associatifs des îles, collectivités locales et territoriales ainsi que le monde des arts et du spectacle.
La date limite d’inscription est le 28 septembre.

Cette semaine s’articule autour de plusieurs temps :

  • Des ateliers collaboratifs  » Vivre dans les îles  » à Ouessant  (sur invitation)
  • Un colloque scientifique pluridisciplinaire « Les îles à venir » à Brest
  • Des visites de terrain à Ouessant, Molène et Sein
  • Des rencontres artistiques et culturelles « Les îles, la science et la création artistique » ouvertes à tous sur Brest et Ouessant

Ce colloque interdisciplinaire s’adresse aux chercheurs (géographes, sociologues, économistes, écologues, environnementalistes, anthropologues, chercheurs en études littéraires et artistiques, notamment cinématographiques et audiovisuelles) et aux acteurs, dont les travaux et l’expérience professionnelle sont en lien avec la connaissance des sociétés et des communautés îliennes, des économies et des environnements maritimes et insulaires. L’histoire et la culture, indispensables pour comprendre la situation contemporaine, seront utilement mobilisées pour encourager des réflexions, dans tous les bassins maritimes du monde, sur le futur des petites îles, dans une perspective à la fois diachronique et prospective.

Les objectifs de cette semaine dédiée aux îles sont de pouvoir nourrir le développement de toutes et tous, de faciliter le partage d’expériences et de voir émerger de nouvelles initiatives et collaborations.

Cet événement est organisé par l’Université Bretagne occidentale, l’Association des Iles du Ponant et la Fondation de France.

Ces trois structures forment la cheville ouvrière de l’organisation de l’évènement qui associe par ailleurs de nombreux laboratoires, institutions et organismes partenaires du projet.

Cette année la Fondation de France fête également ses 50 ans et c’est à ce titre qu’Îles 2019 est labellisé « opération anniversaire de la Fondation de France».

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Florian Stéphant

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Louis Brigand / UBO

Virginie Evenou / UBO

Colloque Sea State Climate Change Initiative (CCI)

Cet événement organisé par le LOPS se tiendra du mardi 8 au mercredi 9 octobre 2019 à l’IUEM (Amphi A). Cette manifestation s’adresse à tous ceux qui s’intéressent aux états de mer, notamment ceux qui travaillent dans la recherche et l’industrie sur les observations, la modélisation et les applications en lien avec les états de mer. Ce colloque comprendra des exposés, des présentations et des discussions sur l’importance des états de mer dans les sciences du système Terre, sur les applications scientifiques et industrielles des bases de données d’états de mer et sur les exigences scientifiques associées à la Variable Climatique Essentielle (Essential Climate Variable, ECV) « états de mer ».

Qu’est-ce que le Climate Change Initiative ?

Depuis 2010, l’Agence Spatiale Européenne (ESA) et ses États membres se sont engagés à retraiter les archives à long terme d’observations spatiales de la Terre afin de fournir aux spécialistes du climat les bases de données les plus complètes, précises et cohérentes possibles sur les variables climatiques essentielles, comme l’exige la Convention-cadre des Nations-Unies sur les changements climatiques (CCNUCC). Ce programme international s’appelle le Climate Change Initiative.

Pourquoi avons-nous besoin d’informations précises sur les états de mer ?

Les états de mer dépendent des vagues de surface (mer de vent et houle) qui sont omniprésentes dans les océans et les mers. Ils ont un impact sur les flux d’énergie air-mer, le mélange des océans, l’étendue des glaces de mer et les évolutions morphologiques du littoral. Comprendre les états de mer et leurs variabilités est crucial non seulement pour l’étude du climat, mais aussi pour un grand nombre de questions sociales, économiques et écologiques, telles que la protection des côtes, la sécurité maritime, l’ingénierie offshore, la conception des navires, la planification spatiale marine et le développement des énergies marines renouvelables. Les modifications de la circulation atmosphérique causées par l’augmentation des émissions mondiales de gaz à effet de serre sont susceptibles d’impacter la distribution mondiale des caractéristiques moyennes et extrêmes des états de mer. Pourtant, nos connaissances actuelles sur les conditions futures des états de mer (moyennes et extrêmes) sont encore très limitées par un manque d’observations cohérentes à long terme.

Depuis 2018, la variable « État de mer » a rejoint la liste des ECV établie par le Système Mondial d’Observation du Climat (SMOC). Le projet Sea State CCI s’appuie sur les résultats du projet GlobWave (2010-2014) et travaille actuellement au retraitement de 20 ans d’observations satellitaires, acquises par altimétrie radar et radars à synthèse d’ouverture (SAR), afin de générer la base de données globale la plus précise et cohérente possible des paramètres des états de mer. La génération des bases de données CCI, se base sur les exigences du SMOC et les besoins de la communauté d’utilisateurs de données climatiques. A ce titre, les “User Consultation Meetings” permettent de consulter régulièrement des utilisateurs de données climatiques afin d’intégrer leurs exigences dans les systèmes d’observation du climat.

La version 1.1 de la base de données Sea State CCI est disponible ici.

Pour en savoir plus

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Paul Fischer

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Guillaume Dodet /Ifremer

Fabrice Ardhuin / CNRS

 

Retour sur le symposium IMBRSea

Du 24 au 28 juin dernier s’est tenue à l’IUEM et au Pôle numérique Brest-Iroise la seconde édition du symposium annuel du programme de master international IMBRSea. Ce programme de master, soutenu par Erasmus+ et porté par 10 universités européennes, dont l’UBO (l’IUEM accueille chaque année une douzaine d’étudiants pour leur premier semestre de M1), a pour vocation de former des étudiants à différents aspects ayant trait aux ressources biologiques marines. Il se focalise essentiellement sur les processus biologiques et écologiques, allant de la biologie des organismes aux sciences de l’environnement, en incluant la gestion de l’environnement et la planification de l’espace maritime.

195 étudiants de première et de deuxième année se sont donc réunis à Brest pour une semaine intense, mêlant conférences plénières de chercheurs de renommée internationale (Sophie Bertrand, IRD et Ann Vanreusel, Université de Gand), ateliers en groupes restreints sur des sujets aussi divers que la politique de recherche européenne, les approches de réalité virtuelle en conservation, la technologie Arduino ou les pollutions marines. Les étudiants ont également pu présenter leurs travaux de stage avec un format libre pour les M1 (affiche, vidéo, jeu…), et une soutenance plus conventionnelle pour les M2. Les soutenances, organisées en parallèle dans 4 salles, étaient toutes retransmises en direct sur internet, permettant à tous ceux (familles, équipes de recherche) n’ayant pu se rendre à Brest de suivre les brillantes prestations !

Cette semaine chargée s’est terminée dans la bonne humeur avec une soirée organisée au restaurant universitaire de Kergoat, avec la venue de la fanfare Simili-Cuivres, et la présence d’un DJ, avant la traditionnelle cérémonie de remise de diplômes, pour laquelle bon nombre de familles et proches avaient fait le déplacement depuis l’autre bout du monde !

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Sébastien Hervé / UBO

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Olivier Gauthier / UBO

Deux phycologues du LEMAR en visite en Norvège

Dans le cadre d’une collaboration entre l’institut de recherche Møreforsking et l’UBO, le maître de conférences Erwan Ar Gall et le doctorant Thomas Burel ont été accueillis par le Dr. Céline Rebours afin d’étudier les estrans rocheux d’Ålesund en Norvège en juillet 2019. L’objectif de ce travail est de préciser les interactions entre les macroalgues et leur environnement. La diversité et les recouvrements de macroalgues ont été évalués sur les îles de Hessa et de Vigra. La plupart des espèces ont été identifiées sur le terrain, et quand nécessaire, des examens microscopiques ont été réalisés au sein du laboratoire de Møreforsking. En parallèle, les gastéropodes brouteurs ont été dénombrés et la couverture de faune fixée a été estimée pour caractériser les interactions faune-flore. Afin de quantifier précisément les effets de l’hydrodynamisme sur les peuplements de macroalgues, des sondes de pression ont été attachées à la roche au sein même des canopées d’algues.

Résultats et méthodologie

Les résultats de ce travail vont être intégrés dans une étude à échelle européenne visant à déterminer les effets de la latitude sur les relations entre l’hydrodynamisme et les macroalgues. Ainsi, d’autres campagnes d’échantillonnage ont été menées en France, Irlande et Espagne. L’originalité de cette approche repose sur l’échantillonnage des macroalgues suivant des niveaux bathymétriques de l’estran correspondant à des ceintures, et la mesure in situ de l’impact des vagues. L’objectif de ce programme de recherche à long terme est de développer un modèle permettant de prédire la répartition et la couverture des espèces de macroalgues. Cet outil pourrait permettre d’estimer les biomasses d’espèces de macroalgues d’intérêt en fonction des conditions environnementales.
Les méthodes utilisées au cours de cette étude sont actuellement utilisées dans la mise en œuvre de directives cadres européennes pour l’évaluation de la qualité des eaux côtières et l’état écologique des écosystèmes marins. Dans le futur, ces méthodes pourraient permettre de déterminer l’impact des activités anthropiques sur la diversité macroalgale et sur la santé des ressources en macroalgues exploitées. Dans cette perspective, le partenariat entre Møreforsking et l’UBO sera développé.

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Céline Rebours

Pour plus d’informations

Site de l’institut de recherche Møreforsking

Projet de Thèse de T. Burel (poster)

Description des méthodes utilisées 

Pascale Lherminier, chercheure en océanographie physique au LOPS

Que faisais-tu avant de venir à l’IUEM ?

J’ai commencé à faire de la mécanique des fluides à l’Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielle de Paris dans le cadre de mon cursus d’ingénieur, suivi d’un DEA en océanographie. Dans la foulée, j’ai effectué ma thèse à l’Université Pierre et Marie Curie de 1994 à 1998 sur la convection profonde en mer du Groenland avec Jean Claude Gascard. C’est suite à cette expérience que je suis partie trois ans à Monterey en Californie pour un contrat post doctoral au sein du département d’Océanographie de la Naval postgraduate School. Alors que ma thèse était focalisée sur l’étude de données, mon contrat post-doc quant à lui s’appuyait sur des modèles qui m’ont permis d’expliquer la réponse des flotteurs isobares à la convection profonde. C’est plus tard, en 2001, que j’ai été embauchée à l’Ifremer en tant qu’océanographe physicienne et expérimentaliste.

Pourquoi as-tu choisi l’IUEM ?

J’ai choisi d’intégrer le laboratoire d’océanographie physique et spatiale (LOPS) parce qu’il disposait d’une équipe technique ainsi que de moyens à la mer vraiment exceptionnels, avec des programmes qui m’intéressaient beaucoup. Je souhaitais également exercer mon activité hors de Paris. Ainsi, l’idée de travailler à Brest m’a beaucoup plu.

Que fais-tu à l’IUEM ?

Dès mon arrivée j’ai travaillé avec Herlé Mercier sur le projet OVIDE qui dure depuis 2002 et qui porte sur la variabilité décennale de la circulation océanique en Atlantique Nord en s’appuyant sur des observations. D’ailleurs, tous les deux ans, nous partons en mer pour faire des mesures le long d’une section Portugal – Groenland. Notre partenariat avec d’autres laboratoires au sein de l’IUEM, notamment les équipes du LEMAR nous a permis de mener la mission GEOVIDE qui a combiné les objectifs d’OVIDE et ceux de GEOTRACES. Nous avons à cet effet collaboré avec Géraldine Sarthou sur ce projet en tant que co-chefs de cette mission.

Au quotidien, j’alterne entre les publications de GEOVIDE 2014, l’interprétation des données d’OVIDE 2016 et le traitement des données d’OVIDE 2018. A cela s’ajoutent les commissions, les expertises, la communication, les sollicitations des étudiants. Je suis d’ailleurs correspondante communication au niveau de l’IUEM pour le laboratoire (LOPS) au sein d’un réseau qui réunit une quinzaine de personnes 2 à 3 fois par an.

As-tu des anecdotes professionnelles à nous raconter ?

Depuis 2012, les campagnes OVIDE sont organisées une fois sur deux sur le bateau de nos partenaires de l’Institut en recherches marines de Vigo, en Espagne. En 2012, nous avions travaillé une danse galicienne traditionnelle que nous avons présentée sur le pont un Dimanche après déjeuner (j’y jouais de l’accordéon et le commandant la gaïta). Nous nous étions déguisés de façon insolite et avons passé un très bon moment.

Quel est ton plus beau souvenir de boulot ?

Du point de vu professionnel, mes plus beaux souvenirs sont les différentes campagnes en mer auxquelles j’ai participé. C’est l’occasion d’être sur le terrain en contact avec nos sujets d’études. Il s’agit en plus de belles aventures humaines.

Quels sont tes centres d’intérêt ?

La musique sous toutes ses formes. Je fais partie de deux chœurs. Je joue également du violon et de l’accordéon à mes heures perdues. J’aime aussi beaucoup passer du temps avec mes enfants.

As-tu une devise?

Tant qu’il y a de la vie, il y a de l’espoir !

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Sébastien Hervé / UBO

Simon Barbot/Ifremer/OVIDE2018

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Pascale Lherminier

Plongée dans l’Université d’été « Mer et Journalisme »

L’organisation de l’école d’été ISblue « Mer et Journalisme » est une première en France. Elle s’est déroulée à l’IUEM les 27 et 28 août 2019. 27 personnes, dont 24 journalistes des media nationaux, régionaux et locaux y ont participé, de même que 2 représentants d’une fondation et une avocate du Barreau de Paris. Cette formation avait pour objectif principal d’apporter un éclairage sur plusieurs « points chauds » dans le domaine de l’océanographie, les impacts du changement climatique, l’économie, le droit et les technologies des sciences marines. Elle s’est organisée autour de conférences, d’ateliers et de tables rondes pour aboutir à la convergence des scientifiques et des journalistes pour l’élaboration de communiqués de presse satisfaisant les exigences des deux professions.

Plus de 15 scientifiques d’ISblue ont apporté leur expertise, ayant tous à cœur de participer au transfert et à la médiatisation de leurs connaissances afin de sensibiliser le grand public aux défis socio-environnementaux liés à l’océan.

Pendant ces 2 journées, plus d’une soixantaine de personnes était présente en continu lors des plénières en amphi.

Le 27 août matin, après une allocution du président de l’UBO, Matthieu Gallou, le directeur, Fred Jean, a présenté l’IUEM. L’école a été introduite par Jean-Louis Etienne et Catherine Chabaud, parrain et marraine de l’événement. Paul Tréguer, coorganisateur, a rappelé la démarche visionnaire qui en 20 ans a abouti à la création de l’IUEM, de l’Europôle Mer, du Labex-Mer et d’ISblue, à forte visibilité internationale et montré que l’océan est aujourd’hui au cœur des questions sociétales majeures. Il a également précisé la composition d’ISblue. Pauline Letortu, coorganisatrice, a présenté le programme des 2 journées comprenant des conférences générales, des tables rondes et des ateliers.

Conférences générales

Laurent Chauvaud du LEMAR dans son intervention intitulé « Un océan d’idées nouvelles » a illustré comment l’étude des pectinidés, limité au départ au niveau local, l’a conduit à acquérir progressivement une vision mondiale de l’océan, de l’Arctique à l’Antarctique, en donnant désormais une dimension artistique à la recherche marine.

Jean-Pierre Gattuso du LOV, représentant du GIEC, a présenté « L’Océan de l’Anthropocène » en rappelant la sortie fin septembre du rapport du GIEC. Dans ce dernier, le rôle central de l’océan dans la régulation du climat et les risques engendrés par un changement climatique rapide sur le cycle du carbone et sur les écosystèmes marins est souligné.

Gilles Boeuf du MNHN a captivé son auditoire en traitant du sujet « Dans l’océan, une crise de la biodiversité ? » resituant le développement des organismes marins dans le schéma général de l’évolution et posant les éléments qui argumentent dans le sens d’une crise aigüe de la diversité dans l’océan sous les impacts anthropiques.

Les tables rondes 

La table ronde « Enjeux climatiques » était  animée par Guillaume Roullet du LOPS et Jean-Louis Le Corvoisier, animateur professionnel, avec la contribution par visioconférence de Gaël Durand de l’IGE Grenoble sur le thème «  Les calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique sont-elles en train de fondre ? Quel est l’impact sur le niveau de la mer ? » et en présentiel de Pascale Lherminier du LOPS pour répondre à la question « Quels sont le rôle et l’évolution des courants océaniques en Atlantique nord dans le contexte du changement climatique ? »

La table ronde Enjeux climatiques animée par Olivier Thébaud d’AMURE et Jean-Louis Le Corvoisier a d’abord entendu Jean Boncoeur d’AMURE présentant « La soutenabilité des ressources biologiques exploitables : quel est l’effet des régulations à différents niveaux ? » puis Annie Cudennec d’AMURE sur la question « Au delà des zones de juridiction nationale, peut-on protéger la biodiversité ? »

La table ronde Enjeux technologiques animée par Patrick Poupon du PMBA et Jean-Louis Le Corvoisier a successivement entendu Nicolas Kolodziejczyk puis Jean Tournadre, tous deux du LOPS, répondre successivement aux questions « Quels nouveaux enjeux pour l’observation des océans ? » et « Quels défis pour l’océanographie satellitaire ? »

3-Les ateliers 

L’atelier risques côtiers a été animé par Catherine Meur-Férec du LETG-Brest et Jean-Louis Le Corvoisier. Après une présentation factuelle d’un événement où se croisent aléas et enjeux côtiers par Catherine Meur-Férec, le débat s’est engagé, avec et entre journalistes, sur la meilleure façon de traduire pour le grand public ce phénomène complexe.

L’atelier deep-sea mining animé par Pierre-Marie Sarradin, Ewan Pelleter et Arthur de Pas d’Ifremer a permis de pouvoir interagir avec des scientifiques sur un sujet complexe mais à fort potentiel économique.

L’atelier Formation avait pour objet de réfléchir à l’élaboration d’un préprojet d’emaster de formation continue sur le thème « Mer et Journalisme » en collaboration avec le Centre de Formation des Journalistes (Paris), représenté par sa directrice Julie Joly. Il a permis d’identifier les convergences de formation entre universitaires et les journalistes.

Crédit photos

Sébastien Hervé / UBO

Cécile Nassalang / CNRS

Contacts

Paul Tréguer

Pauline Letortu

Plastiques à la dérive : itinéraire d’une particule

Tous les ans, 8 à 10 millions de tonnes de déchets plastiques sont déversés dans les océans. De faible densité, ces détritus dérivent au gré des courants et s’accumulent partiellement à la surface des eaux. Des simulations numériques permettent de mieux comprendre leur cheminement au sein des bassins océaniques et d’appréhender ce problème majeur de pollution. Environ 150 millions de tonnes de débris plastiques [1] convergent vers cinq zones principales d’accumulation au nord et au sud de chaque grand bassin océanique (cf. fig. 1) ; la zone d’accumulation du Pacifique Nord représenterait six fois la taille de la France. Ces déchets, essentiellement des micro plastiques de moins de 5 mm, constituent une véritable menace tant pour la santé des écosystèmes marins que pour celle des hommes [1, 2] .

Figure 1 (extraite de Cozar et al., 2014) : Concentrations des débris plastiques à la surface des océans, mesurées au cours de différentes expéditions scientifiques. Les zones grises délimitent les zones d’accumulation prédites par simulation (Maximenko et al., 2012).

Pour réussir à contrôler cette pollution, il est nécessaire de comprendre l’itinéraire et le devenir des déchets. Dans cette optique, les scientifiques entreprennent de déterminer leur trajectoire en utilisant notamment, la cartographie des courants marins qui résultent majoritairement de deux phénomènes distincts :

  • les vents et la force de Coriolis influent sur les courants de surface (également appelés « courants d’Ekman ») dont la puissance et la direction varient rapidement.
  • la circulation thermohaline engendre des courants profonds ; la différence de température (thermo) et de salinité (haline) entre certaines masses d’eau génère des variations de densité : une masse d’eau froide salée sera en effet plus dense qu’une masse d’eau plus chaude, moins salée et plongera davantage en profondeur [4].

Actuellement, la circulation océanique est principalement analysée via le suivi de mesures in situ (bouées, satellites, etc.) et par modélisation numérique. Les outils de simulation présentés dans cet article, ont permis d’étudier la trajectoire de particules numériques à la surface des océans durant une trentaine d’années (1985 – 2013), durée qui paraît suffisante pour décrire les caractéristiques des zones de convergence des débris en surface. Ainsi, une répartition initiale, homogène et constante de l’ordre d’un million de particules numériques a été considérée, chaque particule a été positionnée au centre d’une maille composant la grille du modèle et recouvrant toute la surface océanique du globe. La trajectoire de chaque particule a ensuite été calculée, jour après jour en prenant en compte les courants océaniques à 0,5 m de profondeur (via un modèle de référence intitulé C-GLORSv5, extérieur à l’étude) et les variations énergétiques induites par la présence de tourbillons de méso-échelle (équivalent océanique des dépressions dans l’atmosphère). Dans cette modélisation les particules ne coulent pas vers les profondeurs, reproduisant ainsi la flottabilité des plastiques liée à leur faible densité.

Figure 2 : Concentration en particules à la surface du globe après 1, 3 et 26 ans de simulation. Les rectangles bleus montrent les zones d’accumulation et les points bleus correspondent au centre de masse des particules présentes dans les zones définies par les rectangles. 

Ces résultats (cf. fig. 2) mettent en évidence l’éloignement très rapide des particules de l’équateur (celui-ci se comporte comme une zone de divergence) : au bout de trois ans, 75 % des particules sont situées hors de la région tropicale comprise entre 15°N et 15°S. Elles commencent ainsi à s’accumuler très rapidement à l’intérieur des grands bassins océaniques, principalement sous l’action des courants liés aux vents. Après une simulation de dérive des particules sur 10 années, celles-ci apparaissent principalement réparties dans cinq zones de convergences, très stables dont la localisation ainsi que la concentration en particules n’évoluent plus que peu, même au bout des 29 années de simulation. La grande majorité des particules se répartissent dans l’une de ces zones d’accumulation mais certaines cependant, restent en Atlantique nord subpolaire ou empruntent une voie de liaison de plus de 8000 km qui connecte le sud de l’Océan Indien au sud de l’Océan Pacifique via la Grande Baie australienne et la mer de Tasman ; la concentration en particules y apparaît permanente et stable dès 15 ans de simulation.

Ces résultats tendent donc à montrer que les zones subtropicales de convergence peuvent communiquer et ne doivent donc pas être considérées comme fermées et isolées. Par ailleurs il semblerait que, contrairement aux zones d’accumulation, cette voie de liaison n’est pas uniquement créée par les courants de surface générés par le vent (courants d’Ekman), mais également par une variabilité énergétique induite par la présence des tourbillons de méso-échelle. Cette variabilité n’est pas toujours prise en compte dans les modèles actuels de dispersion de débris flottants alors qu’elle pourrait y jouer un rôle important.

Les simulations numériques sont d’une grande aide pour étudier la dispersion des particules flottantes à une échelle globale. Elles permettent notamment d’éviter certains biais causés par l’utilisation de flotteurs dérivants, biais liés en particulier au nombre (nécessairement) limité de bouées et au fait que leur trajectoire dépend fortement de leur point de départ. Cette méthode comporte aussi ses limites, notamment vis-à-vis de nos connaissances sur les puits et sources de plastiques dans l’Océan. Par exemple, quelle est la part de débris qui s’échouent sur les plages ou qui coulent en profondeur ?

Ainsi, la variabilité énergétique induite par la présence de tourbillons devrait être prise systématiquement en compte dans les futures simulations de dérive des plastiques, puisqu’elle permet de montrer et d’expliquer la présence d’une voie de liaison entre les zones d’accumulations au sud de l’Océan Pacifique et de l’Océan Indien. A l’heure actuelle, les auteurs continuent d’améliorer leur compréhension de ces circulations de surface et essaient maintenant de prendre en considération les courants induits par les vagues (dérive de Stokes) qui permettront d’affiner encore ce modèle.

Médiation scientifique:

Assurée par Marion Urvoy, doctorante de l’Ecole Doctorale des Sciences de la Mer et du Littoral (EDSML – Université de Bretagne Occidentale), en 1ère année de thèse au Laboratoire des Sciences de l’Environnement Marin (LEMAR) à l’Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM) et au laboratoire Pelagos, unité Dynamique des Ecosystèmes côtiers (DYNECO) à l‘Ifremer

L’article

Maes, C., Grima, N., Blanke, B., Martinez, E., Paviet-Salomon, T., & Huck, T. (2018). A surface “superconvergence” pathway connecting the South Indian Ocean to the subtropical South Pacific gyre. Geophysical Research Letters, 45, 1915–1922.

https://doi.org/10.1002/2017GL076366

Les auteurs

Tous les auteurs sont affiliés au Laboratoire d’Océanographie Physique et Spatiale (LOPS), situé à Plouzané. E. Martinez est également affilié à l’UMR 241 – Ecosystèmes Insulaires Océaniens (Tahiti). T. Paviet-Salomon, de l’ENSTA Bretagne, a réalisé une partie de son stage de fin d’étude de master 2 sur cette thématique.

La revue

La revue internationale « Geophysical Research Letters » est publiée par l’Union Américaine de Géophysique (AGU) depuis 1974. Son objectif est de permettre la publication de rapports concis, à  fort impact et nécessitant une grande visibilité sur tous les domaines liés aux géosciences.

Bibliographie

[1] Fondation Ellen MacArthur (2016), « Pour une nouvelle économie des plastiques »

[2] Audrey Garric (9 mai 2012), « Le 7ème continent de plastique : ces tourbillons de déchets dans les océans ».

[3] Cozar et al. (2014), « Plastic debris in the open ocean ». PNAS 111(28):10239-44

[4] Muséum d’Histoire Naturelles, « Pourquoi étudier les courants océaniques ? ».

[5] Maximenko et al. (2012), « Pathways of marine debris derived from trajectories of Lagrangian drifters. » Mar Pollut Bull 65(1–3):51–62.

Contacts

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