Atlantique Nord

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Virginie Thierry, Océanographe physicienne Ifremer au LOPS

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

Je suis diplômée de l’Ecole nationale supérieure de mécanique et d’aérotechnique (ENSMA) en mécanique des fluides. J’ai obtenu ma thèse à Ifremer en 2000 sur l’étude de la propagation d’ondes équatoriales dans l’Atlantique à partir d’observation. Les ondes permettent de propager sur de grandes distances l’énergie apportée à l’océan par des forçages extérieurs. Pendant ma thèse, j’ai étudié comment des ondes forcées en surface par le vent se propagent en profondeur et mettent en mouvement l’océan au-delà de 2000m de profondeur.

Ensuite, j’ai fait un Postdoc à la SCRIPPS Institution of Oceanography. Je travaillais toujours sur la dynamique des ondes équatoriales mais dans le Pacifique. Cette fois, mon étude était basée sur un modèle numérique représentatif de l’état de l’océan.

Observer, comprendre et modéliser, a toujours été au cœur de mon activité de recherche. C’est ce que j’ai fait pendant ma thèse et mon post-doc et que j’ai poursuivi à Ifremer après mon recrutement en 2002 en tant que cadre de recherche. Cette approche est indispensable à l’heure actuelle pour évaluer et anticiper la réponse de l’océan au changement climatique.

Pourquoi as-tu choisi l’IUEM ?

J’ai choisi le LPO (LOPS) car je voulais devenir océanographe et continuer mon activité de recherche sur la physique des océans ; ce qui correspondait à mon expérience, à mes études et à mes souhaits en terme de carrière. L’environnement de travail était aussi très favorable car l’IUEM est l’un des meilleurs centres français d’océanographie. Le LPO offrait aussi une opportunité d’être une océanographe aux pieds mouillés comme je rêvais d’être et donc de participer, voire même de monter des campagnes en mer et faire des observations sur le terrain.

La proximité de la mer est aussi un élément déterminant.

Que fais-tu à l’IUEM ?

Je suis chercheure en océanographie physique et travaille sur la dynamique du gyre subpolaire de l’Océan Atlantique Nord. Mon activité est essentiellement basée sur l’analyse de données in situ, issues de campagnes océanographiques notamment. J’ai été chef de mission en 2015 et 2017 de deux campagnes du projet RREX pour étudier l’impact de la ride de Reykjanes (une montagne sous-marine au sud de l’Islande), sur les courants marins entre la surface et le fond.

Je travaille aussi à partir des flotteurs ARGO et suis fortement impliquée dans la contribution française à ce programme au niveau européen et international. Argo est un réseau de 4000 instruments autonomes qui mesurent la température et la salinité jusqu’à 2000 m de profondeur. Je contribue à l’extension de ce réseau vers des mesures de l’oxygène dissous et vers des mesures au-delà de 2000 m. Je suis d’ailleurs responsable du projet Argo-2030 retenu suite à l’Appel d’Offre pour les Equipements Structurants pour la Recherche (ESR/Equipex+) dont un des objectifs est de mener une expérience pilote avec des flotteurs Argo pouvant descendre jusqu’à 6000 m. Ce projet s’inscrit dans la continuité de l’Equipex Naos.

As-tu des anecdotes professionnelles à nous raconter ?

Les campagnes en mer sont assez rudes, notamment les campagnes RREX au sud de l’Islande au cours desquelles nous ne voyions ni bateau ni côte pendant 1 mois. En 2015, nous étions dans un brouillard permanent avec une température de 6°C dans l’eau et dans l’air. Quand nous nous sommes rapprochés des côtes d’Islande, nous nous sommes accordés une partie de pêche à la morue que nous avons mangée sur le bateau. C’était un petit moment de grâce apprécié par tous.

J’étais au village des sciences pendant les fêtes maritimes de Brest 2016 et j’ai vu François Hollande y faire un bain de foule. J’ai même une photo avec lui. Merci le village des sciences ! Ce n’est pas tous les jours qu’on est photographié avec un Président de la République.

Quel est ton plus beau souvenir de boulot ?

Ce sont les campagnes en mer. C’est dur mais il y a une intensité professionnelle et humaine très forte que l’on ne retrouve pas ailleurs. Et puis c’est le cœur de notre métier. Les trois campagnes pour lesquelles j’étais chef de mission, pour des raisons différentes, font partie de mes plus beaux souvenirs de boulot.

Quels sont tes centres d’intérêt ?

La mer fait partie de mon ADN. J’aime les activités en lien avec la mer : surf et voile.

J’aime aussi les randonnées en montagne, la force de la nature.

Crédit photos

Stéphane Lesbats / Ifremer

Ifremer – Campagne RREX

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Virginie Thierry / Ifremer

5 février 2021/par cyven

Innovation technologique : le réchauffement climatique suivi jusque dans les profondeurs de l’océan

Actualité archive

Grâce à la nouvelle génération de flotteurs autonomes profonds Deep-Arvor développés en France, le signal du changement climatique peut désormais être traqué jusque dans les profondeurs de l’océan, jusqu’à – 4 000 m. Les premières données acquises par ces instruments en Atlantique Nord apportent des informations inédites sur des masses d’eau profonde, leurs dynamiques de mélange et de déplacement. Autant de données essentielles pour comprendre comment le signal climatique se diffuse dans l’océan global. Obtenus par des scientifiques du Laboratoire d’océanographie physique et spatiale (LOPS), ces résultats sont publiés dans Journal of Geophysical Research.

En 50 ans, l’océan a absorbé plus de 90 % de l’excès de chaleur reçu par la Terre dû aux activités humaines, entraînant un réchauffement de l’océan global.
Grâce au réseau de 4 000 flotteurs autonomes Argo qui mesurent la température et la salinité entre 0 et 2 000 m de profondeur dans l’ensemble des océans, il a été estimé que cette tranche de la colonne d’eau est actuellement plus chaude d’environ 0.8°C par rapport à 1950. Or, d’autres mesures ponctuelles réalisées à partir des navires océanographiques ont montré que le réchauffement pénètre dans l’océan bien au-delà de 2 000 m de profondeur.

Pour mesurer ce signal profond, la France s’est lancée en 2011 dans le développement d’un flotteur Argo profond, le Deep-Arvor, capable de mesurer la température, la salinité et la concentration en oxygène dissous, jusqu’à 4 000 m. Obtenir de telles mesures à ces grandes profondeurs est un défi technologique qu’ont relevé avec succès les équipes impliquées dans le projet Equipex « Novel Argo Ocean observing System » (NAOS) initié par l’Agence nationale de la recherche (ANR), l’Ifremer et le CNRS.

Afin de comprendre comment l’excès de chaleur pénètre et voyage dans l’océan et comment il impacte son fonctionnement, les chercheurs du LOPS ont concentré leur effort de recherche dans l’Atlantique Nord, où les eaux chaudes venues du sud se refroidissent et plongent vers les profondeurs, contribuant ainsi à la pénétration des signaux climatiques dans l’océan profond. La redistribution de cette chaleur vers le reste de l’océan dépend de la circulation profonde qui est encore largement inconnue.

Ils ont ainsi déployé, entre 2015 et 2017, cinq flotteurs Deep-Arvor lors de la campagne RREX. Ils ont été mis à l’eau au sud de l’Islande dans une zone profonde de 3 600 m et truffée de reliefs sous-marins qui contraignent la trajectoire des masses d’eau profondes. Certaines, récemment en contact, avec l’atmosphère transportent ainsi la trace du climat récent.

Les flotteurs Deep-Arvor sont paramétrés pour plonger depuis la surface jusqu’à une profondeur de dérive d’environ 3 000 mètres à laquelle ils restent 10 jours. Ils plongent ensuite à 4 000 mètres avant de remonter à la surface pour transmettre par satellite les données enregistrées pendant leur immersion et leur remontée.

L’oxygène, une donnée-clé pour mieux comprendre la circulation profonde

Les flotteurs Deep-Arvor sont les seuls flotteurs Argo profonds à être équipés de capteurs mesurant la concentration d’oxygène dissous dans l’eau. De cette donnée, les scientifiques déduisent l’âge relatif d’une masse d’eau : plus elle est jeune et a donc eu un contact récent avec l’atmosphère, plus sa concentration en oxygène est élevée ; à l’inverse, plus elle est vieille, plus sa concentration en oxygène est faible.

« Grâce à ces mesures d’oxygène, nous avons observé comment une masse d’eau jeune récemment formée au voisinage de l’Islande et circulant à 2 750 m dans un chenal profond, se mélangeait avec une masse d’eau plus ancienne sous l’action des courants de surface particulièrement énergétiques à cet endroit, explique Virginie Thierry. En outre, aucun des flotteurs n’a suivi la trajectoire à laquelle on s’attendait au vu des courants dominants. L’un d’entre eux a même mis en évidence l’existence d’une nouvelle route profonde qui n’avait jamais été observée directement ».

Ces mesures permettent ainsi de suivre et de comprendre la propagation et la dilution des signaux climatiques dans l’océan. De telles informations sont cruciales pour améliorer les modèles de projections climatiques.

100 % du volume total de l’océan global couvert par les flotteurs profonds

A ce jour, sur les 4 000 flotteurs qui parcourent l’océan, seuls 96 plongent au-delà de 2 000 mètres. Parmi eux, 21 flotteurs Deep-Arvor sillonnent les eaux profondes de l’Atlantique Nord, de l’Atlantique équatorial et de l’océan Austral. En 2020, 16 nouveaux flotteurs Deep-Arvor seront mis à l’eau dans l’Atlantique nord. L’ambition du réseau international Argo est de maintenir en opération 1 200 flotteurs profonds dans l’océan d’ici 5 ans.

« Ce réseau dense de flotteurs profonds nous aidera à comprendre comment se répartit le signal climatique dans 100 % du volume de l’océan global, contre 50 % avec les flotteurs plongeant à 2 000 mètres, conclut Virginie Thierry. Ce mix de flotteurs nous permettra d’établir plus finement le bilan thermique de l’océan global car une partie de la chaleur reçue par l’océan demeure indétectée à ce jour ».

Lire l’article complet publié dans Journal of Geophysical Research Oceans : ISOW spreading and mixing as revealed by Deep-Argo floats launched in the Charlie Gibbs Fracture Zone

Le réseau de flotteurs Euro-Argo

Lancé en 2000 par la Commission océanographique intergouvernementale de l’Unesco (COI) et l’Organisation météorologique mondiale (OMM), le programme international Argo est le premier réseau global d’observation in-situ des océans. Il permet d’observer, comprendre et prévoir le rôle de l’océan sur le climat de la planète. Grâce à Argo et aux observations de surface des satellites, les scientifiques ont déjà pu affiner considérablement les estimations du stockage de chaleur par les océans. Ce paramètre est un facteur déterminant pour estimer l’ampleur du réchauffement climatique et pour mieux comprendre les mécanismes de la hausse du niveau moyen des mers.

Euro-Argo est la contribution européenne au réseau international Argo, constitué de près de 4 000 flotteurs autonomes qui mesurent en temps réel la température et la salinité de l’océan. Ces flotteurs sont déployés à l’échelle de la planète, depuis la surface, jusqu’à 2 000 ou 4 000 mètres de profondeur (voire 6 000 mètres pour quelques-uns). Euro-Argo s’engage d’ores et déjà dans la transition vers un nouveau design « global, profond et multidisciplinaire ». Dans cette perspective, il opère la nouvelle phase d’Argo, avec une extension aux plus grandes profondeurs et aux régions d’intérêt spécifique pour l’Europe (couverture des zones polaires, mers marginales, zones côtières). Désormais, le réseau intègre aussi une composante biogéochimique : certains flotteurs sont équipés de capteurs de mesure de la concentration en oxygène, en Chlorophylle a, en nitrates et en particules en suspension mais aussi du pH, et de la pénétration de la lumière.

Créé en 2014, l’ERIC Euro-Argo est une structure européenne qui a pour objectif d’optimiser, de pérenniser et de renforcer la contribution de l’Europe au programme Argo. Elle assure ainsi un rôle de coordination et est en charge de l’achat et du suivi de flotteurs européens, avec l’ambition de maintenir ¼ du réseau global. L’infrastructure, dont le siège est situé au centre Ifremer de Brest, compte aujourd’hui 12 pays Membres (Allemagne, Bulgarie, Espagne, Finlande, France, Grèce, Irlande, Italie, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Royaume-Uni).

L’Ifremer participe à ce grand programme notamment en maintenant 10 % du réseau, en hébergeant un des deux centres mondiaux d’analyse et de stockage des données Argo et l’ERIC Euro-Argo depuis sa création.

En savoir plus : Comment observe-t-on les océans ? Le réseau de surveillance Argo