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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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Damien Desbruyères / LOPS

 

 

 

 

 

 

 

La circulation océanique et son rôle dans le transport et la redistribution de l’énergie

La circulation océanique redistribue la chaleur en réchauffant le climat de certaines régions ou en baissant les températures d’autres régions. Elle permet également d’enfouir du CO2 présent dans l’atmosphère au fond des océans. Mais ces phénomènes risquent d’être affectés par le réchauffement de climatique.

Il reste encore beaucoup de choses à comprendre sur les interactions entre la circulation océanique et le climat. Les principaux défis des chercheurs sont donc d’amplifier l’observation de l’océan, d’améliorer la compréhension des processus qui sont à l’œuvre et de développer des modèles numériques permettant de reproduire la circulation océanique afin d’aboutir à des projections climatiques plus précises pour le futur.

Le projet OVIDE : observer l’océan pour mieux le comprendre

La 9ème mission OVIDE est partie le 13 juin 2018 de Brest pour sillonner l’Atlantique nord. Des chercheurs du laboratoire d’océanographie physique et spatiale (LOPS) et des chercheurs de l’Institut de recherche marine de Vigo en Espagne effectuent des mesures (pression, température, salinité ou encore pH) du Portugal au Groenland tous les deux ans, depuis 2002, pour étudier la masse d’eau et la structure des courants océaniques. Il s’agit d’établir une série temporelle et d’identifier les anomalies de température. Objectif : surveiller la température et la salinité des eaux à différents endroits de l’Atlantique nord, comprendre la variabilité de la circulation thermohaline (en grec, thermos signifie la température, et halos le sel) et étudier le stockage du CO2 dans l’océan. Ce phénomène de stockage constitue la pompe physique de carbone, qui entraîne les eaux de surface chargées en CO2 dissous vers les couches plus profondes où il se trouve isolé de l’atmosphère.

Le 12 février 2018, un article, publié dans Nature par des chercheurs du LOPS, a mis en avant une augmentation de la convection profonde et de l’acidification des océans au niveau de l’Atlantique Nord. Les chercheurs ont remarqué que, depuis 2014, les eaux de surface chargées en CO2 à cause des rejets dus aux activités humaines pénétraient davantage en profondeur, ce qui a un impact sur l’acidification des océans et la survie d’organismes marins calcificateurs tels que les coraux. Il s’agit d’une anomalie entre ce qui est observé et ce qui est projeté par les modèles climatiques. Ces derniers prévoient, au contraire, que l’augmentation des précipitations et la fonte des glaces du Groenland apporteront une quantité croissante d’eau douce dans l’Atlantique Nord provoquant ainsi un ralentissement de la circulation thermohaline. La campagne de juin-juillet 2018 permet de continuer à suivre cette évolution.

Meridional overturning circulation conveys fast acidification to the deep Atlantic Ocean. F. Perez, Fiz & Fontela, Marcos & García-Ibáñez, Maribel & Mercier, Herlé & Velo, Anton & Lherminier, Pascale & Zunino, Patricia & de la Paz, Mercedes & Alonso-Pérez, Fernando & F. Guallart, Elisa & Padin, X. (2018). Nature. 554. 10.1038/nature25493. Contact : herle.mercier@ifremer.fr

Le programme Argo révolutionne l’observation de l’océan

Depuis les années 2000, le programme Argo scrute l’océan via des flotteurs profileurs qui dérivent dans tous les océans du monde. Il y en a aujourd’hui plus de 4000, qui réalisent des mesures de salinité, de température, de pression ou encore de chlorophylle depuis la surface jusqu’à 2km de profondeur. En changeant leur volume, ces robots remontent à la surface tous les 10 jours et effectuent des mesures qu’ils transmettent ensuite par satellite. Avant cela, les données étaient très sporadiques ce qui ne permettait pas d’expliquer le cycle saisonnier de l’océan.

Le programme Argo répond à un besoin fondamental : comprendre la variabilité de l’océan et ses causes en interaction avec l’atmosphère car l’océan intègre le changement de l’atmosphère sur le long terme. Il stocke la chaleur, le carbone et l’eau douce. Les mesures réalisées dans le cadre d’Argo permettent d’étudier cette capacité de stockage et de suivre son évolution. Contrairement aux satellites, Argo permet également d’étudier l’océan en trois dimensions, c’est-à-dire également en profondeur. Le traitement des données montre une augmentation de la quantité de chaleur dans l’océan global sur les dernières années, une chaleur principalement stockée dans les couches de surface de l’océan.

Argo est un exemple de coopération scientifique puisque plus de 30 pays contribuent au réseau en déployant chaque année des flotteurs. Les données récoltées sont partagées entre les chercheurs de tous les pays du monde. Des mesures biogéochimiques ont été ajoutées afin d’étudier les écosystèmes des océans. Par ailleurs, le défi pour les dix prochaines années est d’en savoir plus sur l’océan profond car Argo n’étudie pour l’instant que la moitié du volume de l’océan. Des flotteurs résistant à de fortes pressions et permettant de descendre jusqu’à 4000-6000m de profondeur sont actuellement testés.

Site web : https://www.argo-france.fr ; Contact : nicolas.kolodziejczyk@univ-brest.fr

Etudier les tourbillons océaniques, pour améliorer les projections climatiques

Si la circulation océanique semble à première vue s’écouler lentement, effectuant peu à peu le tour de la planète, les choses sont en réalité un peu plus compliquées. L’océan est soumis à des turbulences dont de nombreux mystères restent encore à percer. Les tourbillons jouent un rôle crucial dans la dynamique naturelle de l’océan mais sont encore peu connus. Ils contiennent 70% de l’énergie des océans et participent au transport de chaleur et de masse. Leur échelle est variable selon la latitude, ou encore selon les saisons. Certaines structures peuvent s’étendre sur des centaines de kilomètres et durer pendant des mois alors que les plus petites ne sont larges que de 30 à 100 km. Ce sont ces dernières qui sont pourtant les plus énergétiques.

Les modèles de climats utilisés actuellement ne sont pas capables d’intégrer les phénomènes de tourbillons océaniques, surtout ceux de moyennes ou de petites échelles. Ils décrivent donc des courants moyens mais négligent toutes les fluctuations aux alentours. Pourtant, lorsque l’on parvient à incorporer les tourbillons dans les projections, en utilisant par exemple des modèles simulant des climats régionaux, on constate que l’océan devient très actif et que cela génère des variations sur des mois voire sur des dizaines d’années. Prendre en compte les tourbillons dans les modèles, voir quels sont les impacts sur le climat et comparer avec ce qui est réellement observé est un des enjeux du travail réalisé par les chercheurs du LOPS. Développer des modèles numériques plus précis permettra d’améliorer les projections océaniques et donc les modèles climatiques qui tentent de prévoir le réchauffement climatique global pour les prochaines années.

Contact : Laboratoire d’Océanographie Physique et Spatiale, Equipe «Océan et Climat», thierry.huck@univ-brest.fr

L’Arctique, une région au cœur des enjeux climatiques

Comprendre les variations en Arctique est un autre défi important sur lequel travaillent les chercheurs. Cette région, située au pôle nord de la planète et plus ou moins recouverte de glace selon les saisons, est encore peu connue. Les recherches ne remontent qu’aux 10 dernières années. Pourtant, la fonte de la banquise arctique est un des principaux signaux de changement climatique. Un phénomène qui a des conséquences économiques et un impact sur la biodiversité. Les chercheurs tentent donc de répondre à un certain nombre de questions pour comprendre à la fois le rôle de l’océan dans la fonte de la banquise mais également les conséquences de la fonte des glaces sur l’océan et le climat.

Contact : Laboratoire d’Océanographie Physique et Spatiale, Equipe «Océan et Climat», camille.lique@ifremer.fr

Repère: L’acidification de l’océan

Repère: La circulation océanique