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Sara Bazin, Physicienne adjointe à Geo-Ocean et DA Observation à l’IUEM

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

J’ai suivi une formation d’ingénieur à l’IST, qui a ensuite été rebaptisé Polytech Sorbonne. Mon domaine d’études portait sur la géophysique et la géotechnique, bien que j’ai rapidement identifié ma préférence pour la géophysique. C’est pourquoi j’ai décidé de faire mes stages d’études à Ifremer, où j’ai eu l’opportunité de travailler avec des experts tels que Bruno Marsset et Jacques Meunier.

Par la suite, j’ai effectué ma thèse à l’Institut océanographique Scripps à San Diego, axée sur l’étude des dorsales océaniques à l’aide de la sismologie marine. J’ai eu l’opportunité de travailler avec John Orcutt, pionnier dans le développement des sismomètres fond de mer (OBS). Il a conçu l’idée novatrice de déployer des OBS autour des dorsales et d’effectuer des tirs sismiques, afin d’évaluer les champs de vitesse pour en déduire la structure de la chambre magmatique de la dorsale ; c’est ce qu’on appelle la tomographie sismique. J’ai participé à la mise en œuvre de cet outil en mer et j’ai analysé les données pour obtenir des images du sous-sol. J’ai particulièrement axé mes recherches sur la dorsale du Pacifique, et j’ai soutenu ma thèse en 2000.

Lors mon post-doctorat Marie Curie à l’université de Cambridge, j’ai utilisé une autre façon de faire de la sismique. Nous avons tracté derrière le bateau une flûte sismique pour acquérir un cube en 3D, inspirée des méthodes d’exploration des compagnies pétrolières. Cela nous a permis d’imager de manière plus fine la chambre magmatique de la dorsale océanique. Cette méthode nous a aidé à illustrer les zones du toit de la chambre qui sont complètement liquides et que nous n’avions jamais pu voir auparavant.

Après un an de post-doctorat, j’ai été recrutée à l’IPGP (Institut de Physique du Globe de Paris) au sein du laboratoire Géosciences Marines. Mon rôle était de développer les géosciences marines dans les observatoires volcanologiques et sismologiques des Antilles. En 2003, j’ai été affectée à l’observatoire volcanologique et sismologique de Guadeloupe (OVSG). Sur place, j’ai participé à l’étude et à la gestion de la crise sismique des Saintes en 2004, qui demeure le séisme ayant causé le plus de dégâts en France au cours des dernières décennies. Mon approche impliquait le déploiement d’OBS autour de la zone de rupture.

En 2005, j’ai pris la direction de l’OVS de la Martinique, et au cours des 6 années aux Antilles, j’ai été témoin de petits tsunamis, ce qui m’a sensibilisée à ce risque. En 2009, j’ai obtenu le droit d’effectuer une année sabbatique pour me former à cette problématique, à Oslo, en Norvège. J’ai adoré la vie norvégienne et j’ai décidé d’y rester. L’institut qui m’accueillait m’a proposé un poste, que j’ai tout de suite saisi ; pour cela je me suis mise en disponibilité  pour raison familiale afin d’y rester.

Mon séjour en Norvège s’est poursuivi jusqu’en 2019 quand j’ai souhaité réintégrer la recherche française, et c’est ainsi que j’ai rejoint l’IUEM.

Pourquoi as-tu choisi l’IUEM ?

Je connaissais le site depuis mes stages d’études en 1993 et 1994 à Ifremer. J’avais beaucoup plongé dans la rade de Brest et j’appréciais particulièrement la région. Je voulais définitivement travailler dans le domaine marin, et je ressentais une certaine frustration d’être à Paris. L’IUEM me semblait être l’endroit idéal pour reprendre mes recherches en géophysique marine. J’ai eu la chance, au moment où je souhaitais rentrer en France, de me rapprocher de Jean-Yves Royer, avec qui j’avais embarqué lors des campagnes SIRENA en 2002 et 2003. Jean-Yves m’a généreusement invité à intégrer son équipe et à utiliser son parc d’instrumentation. Je suis reconnaissante d’avoir eu cette opportunité de collaboration qui m’a permis de m’impliquer dans des projets intéressants dès mon arrivée à Brest en 2019.

Que fais-tu à l’IUEM ?

Le statut corps national des astronomes et physiciens (CNAP) octroie 3 fonctions : Enseignement, recherche et observation. J’enseigne essentiellement en Master SML et au département de physique à l’UBO. J’encadre également des stagiaires et 3 doctorants en ce moment.

Ma recherche consiste à utiliser des réseaux d’hydrophones immergés sur des mouillages pour enregistrer les sons qui se propagent en pleine eau. Il y a plein de sources différentes (bateaux, séismes, éruptions volcaniques, icebergs…). Jean-Yves a maintenu le réseau OHASISBIO pendant 13 années et j’ai remarqué des signaux particuliers que nous avons par la suite interprétés comme le bruit généré par des coulées de lave avec notre doctorant Vaibhav Ingale.  En 2018, il y a eu une crise importante à Mayotte avec beaucoup de sismicité. Un volcan a poussé à 50 km au large de l’île et nous avons déployé 4 hydrophones autour de ce nouveau volcan sous-marin. Dans le cadre des campagnes MAYOBS, nous y retournons tous les ans pour remonter les mouillages, changer les piles, et récupérer les données. Grâce à cela, nous avons pu retracer comment l’éruption s’est déroulée, où se situaient les coulées de lave et quand elles se sont arrêtées. On enregistre également les sons générés par les mammifères marins et nous avons découvert 4 espèces différentes de baleines au large de Mayotte. Un doctorant, Richard Dréo étudie la saisonnalité de ces espèces. Nous avons pu donner leurs saisons de présence au Parc Naturel Marin, ces données sont importantes pour l’étude de la biodiversité de Mayotte.

Tous ces instruments génèrent des quantités importantes de données traitées à la main jusqu’à présent. Mon doctorant, Pierre-Yves Raumer, a commencé à développer des outils de traitement massif  grâce à l’IA ; ainsi  nous espérons gagner en rapidité et être plus efficace.

J’ai toujours été très impliquée dans les observations. En poste dans les observatoires volcanologiques, je me suis rendue compte de l’intérêt de croiser les observations de différentes disciplines. C’est souvent grâce à une approche interdisciplinaire que l’on arrive à comprendre certains processus. Et moi, je n’aime pas travailler seule dans mon coin, sur un sujet bien délimité, j’ai besoin de partager. L’IUEM est un outil formidable pour développer de l’interdisciplinarité et partager ce que l’on observe. Fred Jean m’a proposé de rejoindre l’équipe de direction. J’ai accepté pour l’assister dans son beau projet « de construire ensemble des communs ».

As-tu des anecdotes professionnelles à nous raconter ?

En Guadeloupe, la semaine dernière, j’ai retrouvé un collègue et nous nous sommes rappelés le séisme de 2004.  Nous avions énormément de travail à l’observatoire pour suivre toute cette sismicité en cours.  J’avais fait venir des OBS de Paris et je cherchais des volontaires pour m’aider à les mettre à l’eau. Je l’ai embarqué car il me disait ne pas avoir le mal de mer.  Mais à peine monté, il est devenu vert et a vomi toute la mission. Il n’avait jamais navigué… La semaine dernière il m’a avoué qu’il ne m’en voulait pas, mais qu’il ne remontera plus jamais sur un bateau. C’est dommage pour un îlien.

Quel est ton plus beau souvenir de boulot ? 

Un souvenir mémorable de la campagne MAYOBS : elle a permis de découvrir un nouveau volcan et nous avons déployé une caméra tractée pour capturer des images des fonds marins. Lors de cette exploration, nous sommes passés au-dessus d’une coulée de lave, nous permettant ainsi de capturer des images rares de la lave chaude se déversant dans la mer.

Quels sont tes centres d’intérêt ? 

J’aime plonger dans les différentes régions que je visite. Le bonheur ultime est de pouvoir plonger en famille. J’ai moins le temps maintenant mais j’essaie de passer du temps dans la mer, comme de faire de l’aquagym entre copines toutes les semaines, et été comme hiver.

As-tu une devise ? 

C’est une expression créole « Tchimbé raid pa moli » qui signifie « Tiens bon, mollis pas ».

Pour dire ne lâche rien et tiens le coup !

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Bernd Etzelmüller / Université d’Oslo

Louise Garin

Valérie Ballu / LIENSs

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Sara Bazin / CNAP

Damien Desbruyères, Chercheur Ifremer en océanographie physique au LOPS : Médaillé de bronze CNRS 2024

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

J’ai un parcours purement universitaire. J’ai commencé mon parcours scientifique en étudiant la physique à l’UBO. Ensuite, je me suis orienté vers un master en physique de l’océan et de l’atmosphère. Pour la première année de cette formation, je suis parti au National Oceanography Centre (NOC) à l’université de Southampton. Ce cursus était très différent de celui proposé à Brest. J’ai pu faire de l’océanographie multidisciplinaire ; je me suis tout de même spécialisé en physique mais j’ai aussi étudié la biologie, la chimie et la géologie, ce qui m’a permis de commencer mon master avec une vue d’ensemble des sciences marines. Cette expérience à l’étranger m’a offert la possibilité de découvrir ce qui se faisait ailleurs, avec cette couleur pluridisciplinaire dans un institut très dynamique. Je suis ensuite revenu à Brest pour mon M2 et mon doctorat.

J’ai fait ma thèse à l’Ifremer (Laboratoire de Physique des Océans, à l’époque) avec Virginie Thierry et Hervé Mercier. Elle s’inscrivait dans le cadre du projet OVIDE qui comporte notamment la réalisation d’une campagne à la mer tous les 2 ans (j’y ai participé en 2010 et en 2021). J’ai étudié pendant ma thèse la variabilité de la circulation à très grande échelle dans l’océan Atlantique Nord au cours des 50 dernières années. Pour cela, j’ai principalement utilisé des modèles numériques dits « réalistes » qui permettent d’avoir une reproduction tri-dimensionnelle de la circulation océanique et d’analyser les mécanismes qui dominent la variabilité simulée.

Mon travail reposait plus particulièrement sur l’AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation), un système de courants océaniques qui joue un rôle fondamental dans la redistribution de la chaleur dans l’océan, des tropiques vers les pôles. Elle est souvent schématisée (un peu trompeusement) sous la forme d’un grand tapis roulant qui transporte des eaux chaudes en surface vers le nord et des eaux froides en profondeur vers le sud. Son ralentissement, prédit par de nombreux modèles, aurait des conséquences très importantes pour le climat.

Après ma thèse, j’ai fait 4 ans de post doc à Southampton. Je me suis intéressé aux grandes tendances en température de l’océan global entre la surface et les abysses, en utilisant les données des flotteurs et des données issues des campagnes en mer. Ces études sur le réchauffement océanique global et sa distribution par bassins et par couches de profondeur m’ont ouvert beaucoup de portes et notamment celle de l’Ifremer que j’ai intégré en 2017. Un poste de dynamicien des océans profonds était à pourvoir et cela correspondait à ce que je faisais depuis quelques années.

Pourquoi as-tu choisi l’IUEM ?

Je connaissais déjà bien le milieu et ma première expérience m’avait plu. J’ai candidaté sur ce poste parce que le LOPS est un laboratoire qui me permettait de continuer à faire la science que j’aime. L’IUEM est aussi réputé pour les observations hauturières et l’étude de la dynamique et de la variabilité de l’océan Atlantique Nord. Plus généralement, le haut niveau international de la science marine produite (et enseignée) a l’IUEM, ainsi que la pluridisciplinarité que l’on y trouve sont très motivants et enrichissants. Enfin, trouver un boulot de chercheur à la maison était aussi une chance pour moi. Je suis Brestois et l’idée de revenir « chez moi » me plaisait bien.

Que fais-tu à l’IUEM ?

Je suis dans l’équipe Océan et Climat du LOPS. Mes activités sont axées sur l’étude de la dynamique plutôt grande échelle en Atlantique nord et son impact sur l’évolution des températures. J’étudie cette dynamique en combinant diverses sources d’observations (e.g. Argo, les satellites, les données hydrographiques issues des campagnes) et des modèles numériques de manière plus ponctuelle. Par ailleurs, je contribue au développement de la composante Argo Profond au sein du LOPS. Nous menons également des expériences plus ciblées pour comprendre les processus dynamiques à l’œuvre dans des zones clés de l’océan Atlantique nord. Depuis 2 ans, je porte le projet ANR « Jeune Chercheur » CROSSROAD et je participe au projet Horizon-Europe EPOC qui visent tous deux une meilleure compréhension du fonctionnement de l’AMOC et de sa connectivité entre bassins subpolaires et subtropicaux. Nous avons déployé en septembre dernier des mouillages dans la zone de Terre-Neuve pour mesurer sur deux années le transport profond d’eau froide qui connecte (supposément) ces bassins. Nous prévoyons d’effectuer d’autres observations à hautes résolution spatiale pour comprendre comment les masses d’eau se mélangent entre elles dans cette région si particulière. Ces projets et ces campagnes vont générer une petite équipe autour de moi avec le recrutement d’un doctorant et d’un post doc. C’est très motivant.

De plus, je suis membre de la commission nationale de la flotte hauturière qui évalue les demandes de campagnes hauturières en mer. C’est très enrichissant car on y étudie des dossiers de disciplines variées (océanographie, biologie, géosciences…), tout en cherchant les meilleures solutions pour optimiser le déroulement des campagnes. Enfin, j’essaye de faire un peu de médiation scientifique, en participant notamment au programme « Adopt a float » avec les scolaires de la maternelle au lycée. L’idée est d’accompagner une classe dans l’adoption d’un flotteur Argo qu’ils peuvent suivre grâce à différents outils et d’intervenir auprès des élèves pour parler d’Argo, de science, de climat… Ce programme a beaucoup de succès, et je l’apprécie vraiment. On est toujours agréablement surpris de la façon dont les enfants comprennent l’océan et la thématique « climat ».

As-tu des anecdotes professionnelles à nous raconter ?

On m’a remis le prix Christian Le Provost à l’Académie des sciences en novembre dernier mais j’ai malencontreusement fait tomber la médaille qui a dégringolé sur le tapis de velours rouge devant tous les académiciens et le public. Une gêne qui s’est heureusement dissipée quand d’autres lauréats ont été victimes du même accident !

Quel est ton plus beau souvenir de boulot ?

Lors d’une campagne hydrographique GO-SHIP quand j’étais en post-doc, nous nous sommes rendus dans le passage de Drake qui sépare le Cap Horn et la péninsule Antarctique. La particularité de cette campagne est que le bateau anglais a également pour fonction de ravitailler les bases sur le continent Antarctique. Cela nous a donc permis de visiter plusieurs petites bases isolées et poser le pied à terre pendant quelques jours sur la base de Rothera qui se situe sur la pointe de la péninsule. Les paysages à couper le souffle et l’ambiance rencontrée m’ont beaucoup marqué. Nous avons eu l’occasion de passer un nouvel an mémorable là-bas (même des concerts !). Super souvenir.

Quels sont tes centres d’intérêt ? 

J’aime la nature, je suis un amateur de trail et j’adore courir sur les sentiers bretons. La musique occupe également une grande partie de ma vie : j’aime en écouter, aller à des concerts, et en jouer quand je trouve le temps ! Et puis, passer du temps en famille et entre amis, bien sûr.

As-tu une devise ? 

Pas vraiment ! J’aime bien ce bout de citation d’Albert Einstein : « L’imagination est plus importante que la connaissance, car la connaissance est limitée tandis que l’imagination englobe le monde entier ».

Voici un autre portrait de Damien sur le site de l’Ifremer

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LOPS

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Damien Desbruyères / LOPS

 

 

 

 

 

 

 

Mini-conférences et débat sur l’observation de l’océan à Brest le mercredi 15 novembre 2023

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La soirée « L’observation de l’océan à Brest, au service de demain » aura lieu à 18h à Brest à la fac de lettres, salle Yves Moraud.

Tout à la fois victime et modulateur du changement climatique, l’océan est au cœur des recherches actuelles des scientifiques brestois du CNRS-INSU et de l’UBO. Son observation s’avère donc cruciale. Meilleure compréhension de sa dynamique et des impacts de son réchauffement, anticipation des risques côtiers : des chercheurs de l’IUEM livreront les clés de leur domaine d’études, à travers 3 interventions courtes et grand public, suivies d’une séance d’échanges avec la salle.

  1. La dynamique de l’océan au cœur de la recherche actuelle sur le changement climatique en coursFlorian Sevellec, chercheur CNRS au LOPS

L’activité humaine induit des changements climatiques, dont le réchauffement est une conséquence emblématique. Néanmoins ces changements ne se font et ne se feront pas de façon monotone, mais comme une tendance de fond modulée par des événements la renforçant ou la ralentissant. En tant que composante « lente » du climat, l’océan est un acteur clef de ces modulations. Ainsi, comprendre la dynamique de l’océan et ses conséquences est au cœur de la recherche actuelle sur le climat et son devenir.

  1. Le programme Argo : quadriller l’océan pour observer, comprendre et prévoir le rôle de l’océan sur le climat Nicolas Kolodziejczyk, enseignant-chercheur UBO au LOPS

Le programme Argo est un réseau d’observation international et global, composé de près de 4 000 flotteurs profileurs robotisés et autonomes, mesurant chacun la température et la salinité de l’océan depuis plus de 20 ans. Argo a révolutionné l’océanographie physique en fournissant des données permettant de nombreuses découvertes scientifiques, l’amélioration des prévisions météo et océaniques ainsi que les projections climatiques.

  1. L’observatoire intégré des risques côtiers OSIRSIC : un dispositif co-construit entre gestionnaires et scientifiques Nicolas Le Dantec, enseignant-chercheur UBO à Geo-Ocean

« La gestion des risques côtiers est un sujet qui préoccupe de plus en plus les acteurs des territoires littoraux. OSIRISC aborde cette question avec une approche systémique, en intégrant les facteurs naturels et ceux liés aux activités humaines pour mieux comprendre leurs conséquences en termes de vulnérabilité. Parallèlement à l’intérêt de mettre en place des séries d’observation à long terme répondant à des problématiques de recherche, OSIRISC s’applique à co-construire un dispositif d’observation collaborative. Il met également à disposition des gestionnaires praticiens des risques côtiers un outil d’aide à la décision, en mesure d’orienter les stratégies de gestion des risques vers une meilleure résilience. Alliant observation, formation et recherche dans un cadre interdisciplinaire, OSIRSIC s’appuie sur l’ensemble des dimensions de l’OSU-IUEM pour répondre à la fois à des questions scientifiques et à des enjeux de société.

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Christoffer Engström

Sébastien Hervé / UBO

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Cécile Nassalang / CNRS

 

 

 

 

 

 

 

APERO : Une campagne sous canicule

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Objectifs de la campagne

APERO s’est déroulée sur le Pourquoi Pas ? et le Thalassa du 3 juin au 15 Juillet 2023 dans l’Atlantique Nord Est, au Sud-Ouest de l’Irlande (65 embarquants au total). Le projet a pour objectif de mieux comprendre les processus qui contraignent l’export de carbone et son stockage dans l’océan profond (Pompe Biologique de Carbone), ceci aux petites échelles frontales et tourbillonnaires. Ce projet entre dans le cadre international d’un programme soutenu par l’ONU (Décennie des Océans), JETZON (Joint Exploration of the Twilight Zone Ocean Network)). Bien que relativement ancien, le questionnement scientifique (devenir du carbone dans la colonne d’eau) n’a jamais été réellement abordé d’une manière approfondie avant les années 2010. En effet, ce n’est que tout récemment que les moyens d’observation permettent d’échantillonner cette zone obscure (twilight zone) de l’océan. Au-delà de l’apparition de plateformes autonomes (flotteurs Argo, gliders), le développement de nouveaux capteurs optiques, acoustiques, en imagerie, souvent miniaturisés, d’une instrumentation toujours plus ciblée, ainsi que le coût de plus en plus abordable de la biologie moléculaire, ouvrent de nouvelles voies dans la description et la compréhension du cycle du carbone océanique et du fonctionnement de l’écosystème méso pélagique (200-1000m).

Et après ?

S’appuyant sur une collaboration internationale importante (USA, GB, Allemagne, Australie, Espagne), élaborée sur la base d’une interdisciplinarité incontournable (de la physique à l’échelle des fronts à la biologie moléculaire, en passant par la biogéochimie, la physiologie, l’écologie), un des legs principaux d’APERO sera l’existence d’une base de données complète et cohérente, d’une richesse exceptionnelle. En synergie étroite avec les campagnes américaines et anglaises sur la même thématique, dans des régimes océaniques différents, un autre apport du programme devrait être concrétisé à terme par une amélioration des modèles de climat, type GIEC, avec une représentation plus précise de la biodégradation du carbone exporté vers l’océan profond (processus qui régule les échelles de temps de stockage du carbone par l’océan).

Bonne pêche avec le chalut THA !! Un myctophidé

Trajectoire modifiée en raison des fortes chaleurs

À noter que le changement climatique a eu un impact très profond, non anticipé, sur la campagne. Alors que l’Atlantique Nord Est est une région peu impactée par les vagues de chaleur, il s’est avéré que, pour la première fois, une vague de chaleur marine s’est déroulée juste au moment de la campagne (température de la surface de l’océan supérieure de 3°C par rapport à la moyenne climatique – 6°C pour l’atmosphère). La date de la campagne avait été choisie pour se retrouver au moment de l’export maximal de carbone vers l’océan profond (après la floraison/bloom printanier). De fait, ces conditions exceptionnelles ont induit une stratification de l’océan nettement supérieure à ce que l’on pouvait attendre, ce qui fait que nous nous trouvions en plein milieu d’un désert. Par l’intermédiaire d’analyses de données satellitaires, effectuées en temps réel à terre, les navires ont été « déportés » plus au nord, où l’activité biologique semblait encore être importante. Ceci a permis entre autres aux navigants de vivre deux tempêtes intenses de 3/4 jours, ce qui n’a pas simplifié la vie sur les navires, ni la stratégie d’échantillonnage. Ceci dit, toutes les mesures prévues ont bien été faites in fine (à cet égard, les marins de la flotte doivent sincèrement être remerciés, leur implication ayant été totale). Le contexte spécifique de la campagne demandera certainement une interprétation globale des données plus ouverte, et certainement tout autant, sinon plus, intéressante.

Anomalie de température au 22 Juin 2023 (base : 1971-2000). Carré jaune : zone APERO

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Simon Rondeau

Université du Maine

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Laurent Memery / CNRS

Frontier Forum Chine-Europe sur les progrès des sciences et technologies océaniques

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L’Académie chinoise des sciences (CAS) et l’Académie européenne des sciences (EurASc) ont organisé le Frontier Forum Chine-Europe sur les progrès des sciences et technologies océaniques les 28 et 29 septembre 2022 en association avec l’IUEM.

Résumé

Le deuxième Frontier Forum Chine-Europe s’est tenu dans le cadre de la décennie des Nations Unies pour l’océan au service du développement durable (2021-2030). Environ 300 participants y ont assisté. Vingt intervenants invités ont présenté des communications sur les actions climatiques basées sur l’océan, la gestion des Big Data, les jumeaux numériques de l’océan et l’océan côtier global. Ce Forum montre d’abord que l’océan offre de nombreuses possibilités (notamment les énergies renouvelables, le captage et le stockage du dioxyde de carbone et les émissions négatives de gaz carbonique) pour réduire les causes et les conséquences du changement climatique, à l’échelle mondiale et locale. Il met également en lumière les développements récents et spectaculaires de la technologie et des instruments d’observation de l’océan qui ont modifié notre capacité à visualiser l’ensemble de l’océan avec des « Big-Data » en termes de quantité et de qualité, qui constituent la pierre angulaire d’applications telles que l’interpolation optimale (IO) et l’intelligence artificielle (IA). Il démontre ensuite l’intérêt considérable et le large éventail d’efforts et d’intérêts internationaux pour faire avancer les jumeaux numériques de l’océan. Enfin, il illustre la puissance du concept émergent d’océan côtier global avec le développement de nombreux outils numériques pour aider les décideurs.

Recommandations : 1- soutenir la création d’IPOS (International Panel for Ocean Sustainability) dont le rôle est de fournir des conseils scientifiques consensuels aux décideurs et aux gouvernements  sur la durabilité des océans 2- organiser un 3ème Forum Frontière CAS – EurASc en Chine en 2024.

Synthetic report

Executive summary. The second China–Europe Frontier Forum on “Progress in Ocean Science and Technology” (FFPOST2) held on line on 28-29 September 2022 in the framework of the UN decade of Ocean Science for Sustainable Development (2021-2030). About 300 participants attended. Twenty invited speakers presented communications on ocean-based climate actions, Big data management, Digital Twins of the Ocean, and the Global Costal Ocean. This Forum first shows that the ocean offers numerous opportunities (including renewable energy, carbon dioxide capture and storage, and negative emissions) to reduce the causes and consequences of climate change, globally and locally. It also highlights the recent and spectacular developments of ocean observing technology and instrumentation that have changed our ability to view the entire ocean with « Big-Data » in terms of quantity and quality, which forms the base-stone of applications such as Optimal Interpolation (OI) and Artificial Intelligence (AI). It then demonstrates the tremendous interest and the wide range of international efforts and interest to push forward Digital Twins of the Ocean. Finally, it illustrates how powerful is the emerging Global Coastal Ocean concept with the development of many numeric tools as a help for decision-makers.

Recommendations: 1- to support the creation of IPOS (International Panel for Ocean Sustainability) the role of which is to provide consensus-based scientific advice to decision-makers and political processes on ocean sustainability. 2- to organize a 3rd CAS – EurASc Frontier Forum in China in 2024.

Major conclusions of the Frontier Forum:

Ocean-based climate actions, session chaired by Paul Tréguer (IUEM-UBO, France) and Jing Zhang (ECNU, China). Speakers: Jean-Pierre Gattuso (CNRS, France) and Nianzhi Jiao (Xiamen University, China). The ocean offers numerous opportunities (including renewable energy and carbon dioxide capture and storage) to reduce the causes and consequences of climate change, globally and locally. Ocean-related measures should not be considered as a substitute for climate mitigation on land or non ocean-based adaptation measures. Developing ideas of ocean solutions and persuade activities to adapt the climate variability needs joint efforts of different countries and to keep in mind the International Laws of Sea (e.g. High Seas). Any action will impact the society and life of millions of people from different parts of this world. Ocean science, observation, environmental monitoring and prediction are vital for evidence-based action to protect and sustainably manage the ocean. But there are still too many gaps in our knowledge of the ocean. Actions and solutions to the ocean health crisis depend on our level of knowledge, understanding and capacity to innovate. This is the reason why we support the creation of IPOS.  In this regard, the Monaco Ocean Week and the Xiamen Ocean Week could be good examples in practice, and the two could be linked as sister IPOS outreach.

Big data management for ocean science and technology, session chaired by Lionel Guidi (CNRS, France) and Huadong Guo (IRC of Big Data for Sustainable Developments Goals and AIRI/CAS, China). Speakers: Damien Eveillard (U. Nantes, France), Huadong Guo, Ketil Malde (U. Bergen, Norway), Xiaofeng Li (IO/CAS, China), Pierre Tandeo (IMT Atlantique, France), Ge Chen (Qingdao NLMST, China). With an explosion of data, the 21st century corresponds to a new step of the development of ocean science and technology. « Big-Data » is supported by the technology in ocean sciences. The recent developments of ocean observing technology and instrumentation have changed our ability to view the entire ocean with « Big-Data » in terms of quantity and quality, which forms the base-stone of applications, such as OI and AI. Regarding biology, recent progress in metagenomics has promoted a paradigm change to investigate microbial ecosystems. Environmental and metagenomic data can improve our understanding of biological processes such as carbon export. Using a model of extensive omics knowledge via constraint programming allows a definition of the ecological concept, such as the niche of organisms. Progress has been made regarding the big Earth data’s value and potential for applications in monitoring and evaluating the marine pollution, ocean acidification, marine ecosystem health management related to SDG 14. Regarding fisheries management we are now training and deploying deep learning models to automatically analyze data and identify species of interest from acoustics and images. Progress has been made regarding the coastal zone information retrieval from satellite synthetic aperture radar (SAR). The Google Cloud Platform allows large oceanographic data sets, coming from in situ and satellite reanalysis, as well as climate simulations coming from CMIP (Coupled Model Intercomparison Project). Novel and rigourous artificial intelligence (AI) methodologies are now employed to process and analyze ocean big data to improve our understanding of marine ecosystems.

Digital Twins of the Ocean component of the Digital Earth Initiatives: session chaired by Martin Visbeck (GEOMAR, Germany) and Dake Chen (SIO, China). Speakers: Martin Visbeck, Dake Chen, Pierre Bahurel (Mercator International, France), Fei Chai (Xiamen U., China), Isabel Susa Pinto (U. Porto, Portugal), Fangli Qiao (FIO, China). The presentations have demonstrated that there is tremendous interest and a wide range of international efforts and interest to push forward Digital Twins of the Ocean. DTOs are able to answer critical ‘What if’ questions and thus can help optimize societal interventions addressing global environmental human-ocean but also social challenges, e.g. pollution, sustainable fisheries, protection management. There is a lot of infrastructure already in place that can be used for creating DTOs (e.g. GOOS and IODE internationally, Copernicus EMODnet Blue Cloud at the EU level), focus must be placed on bringing together and harmonizing this data to create a comprehensive, user-friendly DTO application. A range of research institutes and government actions are supporting the implementation of DTOs. There is political momentum (UN Decade of Ocean Science for Sustainable Development, G7, One Ocean Summit and many more). However, fully entraining all actors including the private sector and lawmakers will need financial incentives to join DTO projects. To be noted: the next DITTO conference will be help in Xiamen in November 2023.

The Global Coastal Ocean: session chaired by Nadia Pinardi (UNIBO, Italy) and Nianzhi Jiao (Xiamen U., China). Speakers: Nadia Pinardi, Nianzhi Jiao, Joaquin Tintore (SOCIB, Spain), Sanzhong Li (OUC, China), Lorenzo Mentaschi (UNIBO, Italy), Yonglong Lv (Xiamen U., China). The UN Decade Program CoastPredict considers all coastal regions as an interface area. GOOS and CoastPredict will provide (1) accurate descriptions of the present state of the coastal oceans, (2) continuous forecasts of the future coastal ocean conditions, (3) basis for predictions of climate change impacts. The UN decade program Global Ocean Negative Carbon Emissions (Global-ONCE) based on integrated BCP-CCP-MCP mechanisms include land-ocean integrated management, artificial upwelling in aquaculture areas, and wastewater outflow alkalinity enhancement, which will provide demonstrations in representative environments. SOCIB (Balearic islands multi-platform observing a forecasting system) for the western Mediterranean seas aims to provide tools for decision support, products and services for ocean and climate change, ocean health, and real-time services. The geological carbon pump concept includes all geological time-scales (from weeks to hundreds of millions of year) processes on the Earth surface and in the Earth interior that cause organic or/and inorganic carbon dioxide sequestration. The ongoing climate change is expected to drive increasing extreme sea levels (ESLs) along our coasts. Coastal ecosystem health is of vital importance to human well-being. Field investigations of major pollutants (e.g. PFAAs, PPCPs, metals…) along the whole coast of China have been reported.

Acknowledgements: The conveners and participants thank the Earth Sciences Division of CAS, the Division of Earth and Environmental Sciences of EurASc, and the European Institute for Marine Studies (IUEM) of the University of Brest (UBO), for their support to organize this workshop.

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NASA

Xavier Divet / UBO

Contacts

Paul Tréguer / UBO

Jing Zhang

 

Simona Niculescu, Enseignant-chercheur en géographie au LETG-Brest

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

J’ai préparé ma thèse entre 1998 et 2002 au laboratoire de Biogéographie et Écologie du CNRS/ENS (École Normale Supérieure de Fontenay Saint-Cloud). La soutenance a eu lieu le 20 février 2002 à la Sorbonne Paris IV. Le sujet de la thèse était centré sur l’évolution du paysage par télédétection (observation de la Terre par satellites) : Approche géographique de la dynamique des paysages du Plateau de Fălticeni (Roumanie).

Entre 2002 et 2003, j’ai fait un post-doc à l’École des Hautes Études en Sciences Sociales (EHESS) à Paris dans un laboratoire de mathématiques appliquées aux sciences sociales (CAMS) avec un sujet orienté sur l’élaboration des statistiques spatiales agricoles à partir des images satellites pour les pays ex-communistes. Puis en 2003, je suis arrivée pour la première fois en Bretagne dans le cadre d’une conférence organisée par l’École Navale de Lanvéoc-Poulmic. Suite à cette conférence, j’ai été recrutée pour 1 an en tant qu’enseignant-chercheur associé en télédétection. A l’École Navale, j’ai commencé à aborder des thématiques marines par télédétection tout en côtoyant des chercheurs en hydrographie (observation des eaux et des mers). Enfin, en septembre 2004, j’ai été recrutée sur concours à l’UBO.

Pourquoi as-tu choisi l’IUEM ?

Étant donné que le poste correspondant au concours UBO était rattaché à GEOMER, j’ai intégré tout naturellement l’IUEM.

Que fais-tu à l’IUEM ?

Côté enseignement, je forme à la télédétection à l’IUEM dans le cadre du master EGEL et du mastère Energies marine renouvelables de l’ENSTA. J’enseigne aussi la télédétection et la géographie plus générale (régionale, géopolitique) en licence à la Fac de Lettres Victor Segalen de Brest et à l’international à l’Université franco-vietnamienne de Hanoi (niveau master).

En termes de recherche, j’ai obtenu 3 ans de délégation CNRS (2009-2011 et 2019-2020) pendant lesquels je me suis dédiée intégralement à la recherche. Durant ma première délégation CNRS (entre 2009 et 2011), j’ai pu préparer mon habilitation à diriger des recherches (HDR) soutenue le 24 novembre 2015 à l’Université de Sorbonne Paris IV. Pendant la période de préparation de mon HDR, j’ai commencé à travailler sur la méthodologie de Machine Learning (apprentissage automatique, y compris l’apprentissage approfondi) appliquée aux zones côtières de différentes régions du globe (delta du Danube, delta du Mékong, littoral Ouest de l’Algérie, Pays de Brest). Pendant ma troisième année de délégation CNRS (2019-2020), j’ai effectué une année de mobilité géographique à l’Université de Californie Santa Barbara dans le laboratoire VIPER (Visualization & Image Processing for Environmental Research, UCSB Geography Department) spécialisé en télédétection et en machine Learning.

Après mon HDR, j’ai réalisé plusieurs projets de recherche structurés par la même thématique (applications de la méthodologie Machine Learning en télédétection aux zone côtières) : j’ai obtenu une Chaire Jean Monnet (2018-2022) avec une conférence à la clé en mai 2022, un projet Fondation de France (2018-2022) sur le pays de Brest, Hubert-Curien Tassili avec l’Algérie et plusieurs projets CNES. Ce mois-ci, j’ai assisté à la première soutenance de thèse de l’un de mes doctorants et depuis 2015, j’ai eu l’occasion d’encadrer 5 doctorants (vietnamien, 2 algériens, chinois et gabonais).

As-tu des anecdotes professionnelles à nous raconter ?

En Californie (à Santa Barbara), j’étais hébergée dans un petit centre (qui louait des chambres et des appartements) et dans la salle de discussion des contrats, j’ai découvert une énorme carte ancienne de Paris en 1850 affichée au mur. Ça m’a fait plaisir de trouver cette carte à l’autre bout du monde !

Quel est ton plus beau souvenir de boulot ?

J’en ai plusieurs : lorsque j’ai récupéré mon bureau face à la mer, la 1ère soutenance de thèse de l’un de mes doctorants le mois dernier, le résultat de ma Chaire correspondant à la satisfaction de mon travail et quand j’ai exploré la côte Pacifique en Californie.

Quels sont tes centres d’intérêt ?

J’aime beaucoup cuisiner français (par exemple, soufflé de fromage, salade…), la nature en général, j’aime y passer du temps (randonnée). Je suis amoureuse de la Corse et y suis allée 2 fois, le temps de bien la découvrir.

As-tu une devise ?

« Fonce, ne baisse jamais les bras ! »

 

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Sébastien Hervé / UBO

Contact

Simona Niculescu / UBO

Éric Machu, Chercheur IRD au LOPS sur les liens Environnement et ressources marines

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

J’ai fait des études de physique et ai obtenu ma thèse en 2000 à l’Université Paul Sabatier à Toulouse avant de m’orienter vers la thématique couplée physique-biologie. J’ai travaillé sur les premières données issues du capteur de couleur de l’eau (chrophylle a) SeaWiFS dans la région du Courant des Aiguilles, qui se situe au niveau de l’océan Indien et qui tire son nom du cap sud-africain des Aiguilles. J’ai étudié le couplage physique-biogéochimie, le lien entre la dynamique et la production de phytoplancton en Afrique du Sud. J’ai aussi analysé les processus physiques responsables de l’enrichissement des eaux de surface à partir de la télédétection et de la modélisation.

Après la thèse, j’ai fait un postdoc au Centre européen de recherche et de formation avancée en calcul scientifique (CERFACS) à Toulouse pendant 2 ans. J’ai travaillé sur l’assimilation de données dans un cadre de prévision climatique saisonnière, l’assimilation permettant de contraindre la trajectoire des simulations numériques à rester proche des observations. Ensuite, je suis parti faire un postdoc en Afrique du Sud dans l’équipe Éco-Up, unité de recherche IRD qui avait pour thématique de recherche les écosystèmes d’upwelling. En 2004, j’ai intégré cette unité basée à Sète en tant que chargé de recherche IRD après avoir réussi le concours externe. Mon projet était d’étudier la variabilité de l’environnement sur les stocks de petits poissons pélagiques (sardine, anchois notamment). Cette unité avait un projet d’étude comparée des principaux systèmes d’upwelling et j’ai été affecté à l’Institut National de Recherche Halieutique au Maroc.

Pourquoi as-tu choisi l’IUEM ?

En 2008, l’unité a été restructurée en raison de la création des Unités mixtes de recherche (UMR). J’ai été affecté au LPO, ancien LOPS, car les physiciens avaient choisi de venir à Brest. Vu que mon amie était en Norvège, je suis parti en disponibilité à l’Université d’Oslo pendant 2 ans.  Après, j’ai acheté un bateau puis ai navigué pendant 8 mois. J’ai même vécu sur mon bateau pendant 2 ans à Brest. Je suis arrivé à l’IUEM en 2010 et n’avais pas pleinement conscience de l’importance de l’Institut quant à la qualité des recherches qui y sont menées.

Que fais-tu à l’IUEM ?

En 2010, je suis venu donner un 1er cours de physique à l’université Cheikh Anta Diop de Dakar au Sénégal. Je travaillais dans le cadre du laboratoire mixte international ÉCLAIRS 1 sur l’Étude du climat en Afrique de l’Ouest » créé en 2012 en partenariat entre des laboratoires français et sénégalais. Je passais environ 6 mois de l’année entre le Maroc, le Sénégal et l’Afrique du Sud.

En 2014, je suis parti pendant 6 ans au Sénégal. J’étais le seul océanographe affecté sur place et j’ai donc animé la thématique océan du LMI ECLAIRS, formé des étudiants de niveau Master, des thésards et j’ai monté des projets de recherche. L’objectif de nos implications au Sénégal est notamment de pérenniser les capacités d’observation de leur environnement marin. Il y a aussi une forte demande de formations professionnalisantes. Ainsi, je réserve mon énergie aux étudiants du Sud. Il est très gratifiant d’amener des étudiants jusqu’à la thèse.

Ma thématique de recherche est toujours la même, à savoir comment l’environnement impacte la ressource, mais c’est l’outil qui a changé puisque l’observation est venue remplacer la modélisation. Au début, faute de financement, les premières mesures ont été réalisées en instrumentant mon voilier avec lequel j’ai fait la traversée Brest-Dakar. Je coordonne afin de donner un nouvel éclairage sur la zone et de dynamiser la recherche de partenariat.

As-tu des anecdotes professionnelles à nous raconter ?

Lors d’un vol, j’ai voulu faire passer une malle avec de l’instrumentation pour une valeur de plus de 50 000 euros et suis resté bloqué 3 heures à l’aéroport.

Sur le terrain, accompagné de Yoann Thomas, nous avons demandé de cuisiner une partie des arches (coques) collectées. En mangeant mon assiette, je suis tombé sur une perle parfaitement ronde que j’ai fait monter sur une bague pour un cadeau …

Le laboratoire dans lequel je suis à Dakar est contributeur du prix Nobel du GIEC. Le directeur a souhaité venir en France pour une soutenance mais son visa lui a été refusé. Furieux, j’ai publié un article de blog sur Mediapart et l’ambassade de France l’a contacté pour lui demander qui avait écrit cet article qui était remonté au travers de média sénégalais. Il n’a rien dit et m’a couvert.

Quel est ton plus beau souvenir de boulot ?

Probablement des instants fugaces lors de missions d’observation en mer. Je suis resté marqué par ma première campagne vers les îles du Prince Edouard au Sud de l’Afrique du Sud. La région du Siné Saloum au Sénégal est également source de grandes contemplations. J’avoue aussi que les soutenances des étudiants sont vraiment des moments très émouvants pour moi.

Quels sont tes centres d’intérêt ?

La mer sous toutes ses formes, la confrontation des cultures.

As-tu une devise ?

Petit à petit l’oiseau fait son nid en wolof ?

Danke danke moy niakh golo ci niaye ?

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IRD

Contact

Éric Machu / IRD

Virginie Thierry, Océanographe physicienne Ifremer au LOPS

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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.

 

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Stéphane Lesbats / Ifremer

Ifremer – Campagne RREX

 

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Virginie Thierry / Ifremer

 

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Soutien à l’observation

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L’Institut

L’Institut Universitaire Européen de la Mer (IUEM) est un organisme pluridisciplinaire dans le domaine des sciences de la mer et du littoral dont les activités sont centrées autour de 3 missions : la recherche, la formation et l’observation.

L’IUEM est soutenu et financé par

3 missions complémentaires


Observation


L’IUEM, en tant qu’Observatoire des Sciences de l’Univers (OSU), contribue à une mission nationale d’observation portée par une unité de service dédiée. L’océan y est observé depuis le littoral jusqu’au domaine hauturier, de la surface aux grands fonds et dans tous ses aspects : océan vivant et physique, interfaces côtes et fond, utilisation et gestion par les Hommes.

Quelques chiffres

500

Scientifiques, techniciens et administratifs

270

Etudiants de master

200

Doctorants

20 ans

de sciences de la mer et du littoral

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