La recherche scientifique

C'est la discipline "mère" de Mercator... C'est celle qui explique les mouvements de l'océan à la surface terrestre. Navier-Stokes, forçages, Ekman, Coriolis, turbulence, instabilités, Rossby, Kelvin, convection, stratification... Quelques mots clés qui ouvrent la porte vers la compréhension et la modélisation du comportement thermo-dynamique de l'océan. De la physique, des maths... Et beaucoup d'informatique, c'est le destin des océanographes physiciens, du moins des "modélisateurs" et "assimilateurs", assimilant tout ce qui passe dans le ciel (satellites) ou dans l'eau (mesures in situ). Mais n'oublions pas les océanographes "aux pieds mouillés" qui vont voir de près, sur des bateaux, ce qui se passe. Ils ramènent la précieuse vérité terrain qui permet de décrire les zones clés de l'océan : zones de coulage, grandes gyres, zones de congélation, les grands courants de bord ouest, la description des eaux modales, etc.

La moitié de la population mondiale vit à moins de 100 km des côtes ! Tourisme, aménagement du littoral, industries portuaires, prévention des aléas climatiques et des pollutions, aquaculture... Autant d'activités ayant des besoins croissants dans une information précise et temps réel sur les conditions de mer. Les modèles côtiers peuvent aujourd'hui répondre à de tels besoins. Destinés à décrire et prévoir des phénomènes de petite échelle (du Km à la centaine de mètres), les modèles côtiers ont besoin des modèles opérationnels de grande échelle (bassin océanique ou global) tels que Mercator pour leur fournir les conditions initiales et à leurs frontières . Mercator sert ainsi plusieurs équipes de modélisation côtière, aussi bien en France, parmi les membres du GIP (CNRS, Ifremer, IRD, Shom), qu'en Europe (Espagne, Portugal, Danemark, Irlande), ainsi qu'une université américaine.

Tout comme la chimie de l'atmosphère a pu bénéficier il y a une vingtaine d'années des modèles de prévision numériques du temps, la biogéochimie connaît également un nouvel essor grâce à la venue de systèmes comme Mercator. Mais les modèles biogéochimiques sont particulièrement délicats à mettre en oeuvre puisqu'ils ont l'ambition de modéliser rien moins que le vivant! En faisant du phytoplancton ou de la productivité primaire des variables au même titre que la température ou la salinité, ces modèles seront un jour capables de prédire des "blooms" de chlorophylle dans n'importe quelle zone de l'océan. Nous n'en sommes pas là mais la marche d'approche a commencé. C'est ainsi que Mercator est partenaire d'une expérience couplant les sorties Mercator à des modèles biogéochimiques mis en oeuvre au Legos dans le cadre du programme Bionuts. Ces modèles mettent en oeuvre un, deux, jusqu'à cinq constituants chimiques. Parmi eux, la chlorophylle est un composant particulièrement intéressant à prendre en compte. D'une part pour son importance dans le "bilan de santé" de la mer (la chlorophylle est présente à travers le phytoplancton qui est le premier maillon de la chaine alimentaire), d'autre part pour les services d'aide à la pêche (là où se trouve le phytoplankton, se trouvent donc les poissons...) et enfin car c'est une donnée observable en temps réel par satellite. Les modèles d'évolution de la chlorophylle peuvent ainsi être validés.

Les halieutes sont les spécialistes des ressources marines que l'on pêche. Les écosystèmes marins se décrivent et s'expliquent, entre autres, par les conditions thermiques et dynamiques de l'océan. On comprend aisément comment un système comme Mercator, offrant une description régulière de l'évolution des paramètres océaniques, en particulier, température, salinité, courant, peut constituer une information précieuse. A ce jour, deux laboratoires utilisent à ces fins les produits Mercator :

• L'Ifremer pour la simulation de conditions de courant pour étudier le comportement des dispositifs concentrateurs de poissons en zone Caraïbes
• Une université écossaise, pour la simulation de l'influence des courants sur le transport et les "éclosions" des méduses dans les eaux écossaises (projet européen Eurogel).

Les analyses et prévisions Mercator sont utilisées lors de certaines campagnes en mer pour connaître par avance les structures thermosalines que va rencontrer le navire et ainsi choisir des routes plutôt que d'autres afin de sonder les zones dans lesquelles il se passe des choses... Mercator est ainsi un allié fidèle des programmes Ovide et EGYPT-MC.

Actuellement le sujet de toutes les attentions scientifiques et politiques, le climat est le résultat d'interactions entre l'atmosphère et l'océan : l'atmosphère déclenche des phénomènes dans l'océan par l'action du vent, des précipitations, du rayonnement solaire. L'océan répond en réchauffant ou refroidissant l'atmosphère par l'effet conjugué des températures et des courants océaniques. La recherche climatique progresse par l'étude des témoins des climats passés (calottes polaires, sédiments marins) mais aussi par les avancées en matière de modélisation climatique. Or les modèles de climat reposent sur des modélisations couplées entre l'atmosphère et l'océan. Les modèles d'océan sont donc indispensables aux modèles climatiques. Mercator est actuellement utilisé en routine dans sa version prototype global basse résolution (Minipog) pour le modèle de prévision saisonnière à Météo-France. Nul doute que le futur système global haute résolution attirera d'autres utilisateurs.