Campagne BioSWOT-Med : Interview d'Anthony Bosse
Étudier l'impact de la dynamique des océans sur la distribution de la chaleur et son évolution avec le changement climatique
Anthony Bosse est le responsable du WP2 Physical Processes dans le cadre de la campagne BioSWOT-Med. Il décrit les différents processus physiques qui seront étudiés durant la campagne et les différentes plateformes d'échantillonnage utilisées dans le but de comprendre comment la dynamique océanique, de la méso-échelle (tourbillons et fronts de 10-50km) à l'échelle de dissipation (turbulence à l'échelle du millimètre), influence la distribution de la chaleur, son évolution avec le changement climatique, et comment ces processus influencent le développement du phytoplancton.
Anthony Bosse
LES THÈMES DE RECHERCHE - Anthony Bosse est un océanographe avec une formation en physique, ce qui l'a amené à combiner les deux disciplines pour analyser les observations réalisées à partir de navires de recherche ou collectées par des plateformes autonomes. L'objectif principal de ses recherches est de comprendre comment la dynamique océanique, de l'échelle méso (tourbillons et fronts de 10-50 km) à l'échelle de dissipation (turbulence d'échelle millimétrique), influence la distribution de la chaleur et son évolution avec le changement climatique, ainsi que l'impact que ces processus peuvent avoir sur le développement du phytoplancton. Ses recherches se concentrent sur deux régions : la mer Méditerranée et les mers nordiques. Il est chercheur à l'Institut Méditerranéen d'Océanographie à Marseille et affilié à l'Université Aix-Marseille. Pendant la campagne BioSWOT-Med, il est le leader du WP2 Physical Processes.
Dans le cadre de la campagne BioSWOT-Med, vous êtes le leader du WP2 sur les processus physiques et vous coordonnez le travail de 8 autres personnes. Quelles sont les principales contributions de votre équipe à la campagne ?
La campagne BioSWOT-Med est une campagne de recherche ambitieuse avec une approche multidisciplinaire forte pour étudier le couplage physique/biologie dans le contexte du SWOT CalVal. Dans ce contexte, le WP2 dédié aux processus physiques aura la tâche importante de décrire les différents aspects du contexte physique qui déterminent la distribution et les flux des traceurs biogéochimiques (tels que les nutriments) et du plancton. Pour ce faire, une solide équipe de chercheurs du WP2 utilisera des dériveurs de surface lagrangiens, des courantomètres embarqués et des capteurs de température et de salinité embarqués, ainsi que des planeurs sous-marins, pour caractériser les flux à une échelle inférieure à la maille (typiquement 1-10 km) et à haute résolution, évaluer les vitesses verticales à l'aide d'un profileur de vitesse verticale et d'un profileur de courant en chute libre, et enfin caractériser le niveau de turbulence à l'aide de capteurs dédiés.
À quoi faites-vous référence lorsque vous parlez de "flux" ?
Le terme "flux" est un terme générique en océanographie qui fait référence à des courants d'eau ayant des vitesses significatives (typiquement de 0,1 à 1 m/s). Ils sont similaires aux rivières océaniques qui transportent des eaux aux propriétés physiques (température et salinité) et biogéochimiques (nutriments, oxygène, carbone, ...) spécifiques. La seule différence est que l'échelle de ces rivières est beaucoup plus grande, et que le volume transporté par une seule d'entre elles est environ 10 fois plus important que celui de l'Amazone.
Que sont les "vitesses verticales" ?
Les vitesses verticales font référence aux mouvements verticaux dans les océans. Elles sont omniprésentes, mais généralement beaucoup moins importantes que les mouvements horizontaux : de l'ordre du mm/s, voire plus petites, mais elles sont pourtant essentielles au maintien de l'activité biologique et au piégeage du carbone, car les vitesses verticales font remonter les nutriments vers la couche ensoleillée, où ils peuvent être consommés pour soutenir la production primaire, et transportent la matière organique fraîche vers les grandes profondeurs, où elle mourra et finira par remplir les couches de sédiments de carbone.
Qu'est-ce que la "turbulence" ?
L'énergie est injectée dans l'océan à grande échelle par les vents, par exemple, et le forçage atmosphérique. Une fois qu'une parcelle d'eau est mise en mouvement, une grande quantité d'énergie est transportée sur de grandes distances tout en étant lentement dissipée. Cette dissipation implique des mouvements turbulents à l'échelle de quelques millimètres. La turbulence décrit les mouvements tridimensionnels chaotiques des eaux à cette échelle où l'énergie cinétique est convertie en chaleur par le frottement de l'eau. Nous (océanographes) aimons calculer le taux de dissipation de l'énergie, car il affecte les flux verticaux de chaleur ou de traceurs, et la circulation océanique dans son ensemble. En d'autres termes, la turbulence est comparable aux mouvements créés dans une tasse par une cuillère lorsqu'on remue du lait avec du thé, et le taux de dissipation d'énergie contrôle la vitesse à laquelle le processus homogène se produit.
Pour étudier ces processus, vous utiliserez les instruments qui se trouvent à bord du R/V L'Atalante, ainsi que des instruments déployés dans l'eau. Quels instruments utiliserez-vous pour mesurer ces processus?
Comme nous l'avons déjà dit, nous utiliserons un large éventail d'instruments. En collaboration avec des partenaires italiens (CNR-ISMAR et OGS), nous déploierons des dériveurs lagrangiens, qui enregistrent leur position en temps réel et dérivent avec les courants de surface, ainsi que des flotteurs-profileurs Argo de subsurface, qui dérivent en profondeur et descendent chaque jour jusqu'à 2000 m et profilent la colonne d'eau en mesurant la température et la salinité. Certains de ces flotteurs pourront même mesurer les profils verticaux des nutriments, de l'oxygène et de la fluorescence de la chlorophylle-a. Depuis le navire, nous aurons trois instruments à bord qui enregistreront les courants sous la coque jusqu'à 1000m. Nous remorquerons le MVP (Moving Vessel Profiler) derrière le navire pendant la traversée afin d'obtenir des propriétés à haute résolution de la colonne d'eau depuis la surface jusqu'à 400 mètres. Sur la station, nous déploierons des instruments CTD classiques pour mesurer la température, la salinité, les courants horizontaux et collecter des échantillons d'eau. Ce qui est plus intéressant, c'est le déploiement de deux nouveaux instruments développés à l'Institut méditerranéen d'océanographie (MIO) capables de suivre les vitesses verticales (VVP et FF-ADCP) en utilisant deux techniques différentes, ainsi qu'un profileur de turbulence afin de quantifier son impact sur les flux verticaux (de nutriments par exemple).
BioSWOT-Med est une campagne internationale à laquelle participent plusieurs partenaires. Avec vos collègues de Norvège et des États-Unis, vous allez déployer quatre planeurs. Qu'est-ce qu'un planeur et comment fonctionne-t-il ?
En effet, nous utiliserons plusieurs plateformes autonomes appelées "gliders" pendant la campagne. Il s'agit de véhicules sous-marins autonomes à longue portée qui peuvent rester dans l'eau pendant plusieurs mois tout en effectuant des profils depuis la surface jusqu'à une certaine profondeur et en transportant des capteurs de faible puissance. Ils plongent et montent en modifiant leur volume à l'aide d'une vessie à huile et sont équipés d'ailes qui convertissent leur mouvement vertical en translation horizontale. Pendant la croisière BioSWOT-Med, nous déploierons deux planeurs pilotés par l'équipe française du MIO, un planeur équipé d'un capteur de turbulence sera piloté par un partenaire norvégien (Université de Bergen) et un autre piloté par un partenaire américain (SCRIPPS) transportant des capteurs acoustiques et optiques pour observer le zooplancton. En outre, des collègues espagnols de la SOCIB déploieront également deux planeurs dans la région dans le cadre d'une autre croisière (FastSWOT). Il sera donc difficile de coordonner toutes ces plates-formes, mais c'est une période très excitante et les données recueillies permettront de faire des découvertes révolutionnaires.
Contact: Tosca Ballerini
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Anthony Bosse à bord du R/V L'Atalante pendant la campagne BioSWOT-Med
Déploiement du planeur lors de la campagne BioSWOT-Med