Océanographie

Navire de recherche/plateforme d'instruments, utilisé depuis 1962

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L’océanographie , néologisme formé en 1854 en Autriche du mot « Ozean », océan accolé d'une terminaison « graphie», tirée du grec γράφειν / gráphein écrire, mais indiquant dans le jargon géographique une description scientifique, nomme l'étude des océans et des mers de la planète Terre. Un premier congrès en 1871 et l'expédition Challenger accomplie entre 1872 et 1876 concrétisent la naissance de cette discipline et en popularise rapidement et le nom et les premières avancées auprès du public amateur. Le terme océanographe désignant les chercheurs de cette science carrefour apparaît en France en 1880.

Les océanographes étudient en effet un très grand nombre d'aspects des océans et des mers, incluant la tectonique des plaques, les grands cycles biogéochimiques, les courants océaniques ou encore les organismes et les écosystèmes marins ou encore les liens entre océans et modifications climatiques. Ces domaines variés reflètent la multitude de disciplines que les océanographes intègrent afin de comprendre l'interdépendance qu'il existe entre la biologie, la géologie, la météorologie et la physique de l'océan.
On distingue l'océanographie de l'océanologie, qui concerne l'utilisation de l'océanographie appliquée à l'exploitation des ressources océaniques et à la protection des environnements marins.

Aperçu de quelques faits océanographiques avant l'océanographie

Dans l'antiquité Pline l'Ancien écrivait que selon Fabianus, « la plus grande profondeur de la mer est de quinze stades (mètres 2.760). D'autres assurent que dans le Pont-Euxin. en face de la nation des Coraxiens, dans un lieu appelé les Abîmes du Pont, à trois cent stades (kil. 55,2) environ du continent, la mer a une profondeur sans bornes, et qu'on n'y a jamais trouvé le fond »^[1].

Par nature, l'exploration des océans a été longue et difficile et n'a débuté qu'il y a seulement quelques siècles avec le développement de la navigation et des premières grandes explorations lointaines. Au XIV^e siècle, la maîtrise maritime de l'Europe occidentale commence un formidable essor alors que la navigation se fait toujours essentiellement à l'estime. Au XVI^e siècle, le néologisme océanographie est déjà employé par les humanistes, mais pour désigner vaguement divers écrits sur les voyages maritimes et les mers. Jusqu'à une période récente, seuls les navires apportaient l'essentiel des connaissances de ce milieu, mais les données étaient dispersées dans le temps et l'espace.

Les premières investigations étaient limitées à la surface et aux quelques créatures que les pêcheurs attrapaient mais lorsque Bougainville et Cook mènent leurs explorations, les mers elles-mêmes sont une part de leur rapport.

A la fin du XVIII^e et au début du XIX^e siècles, James Rennell a écrit les premiers textes scientifiques sur les courants dans les océans Atlantique et Indien. Sir James Clark Ross procèda aux premiers sondages modernes des mers profondes en 1840 et Charles Darwin publia un article sur les récifs et la formation des atolls.

^{[réf. nécessaire]}

En 1854, une conférence internationale tenue à Bruxelles propose un protocole mondial de mesure des données océaniques par les navires marchands. Il est la source des premières séries cohérentes de mesure des températures moyennes de surface de la mer.

Alors qu'on venait en 1849 de découvrir la pente abrupte au-delà du plateau continental, Matthew Fontaine Maury publie en 1855 le premier texte véritablement « océanographique »^[2]. Trois ans plus tard, en août 1858, la pose réussie du premier câble télégraphique transatlantique, grâce aux travaux du lieutenant M. F. Maury, confirme la présence d'une dorsale sous-marine au milieu de l'océan.

Naissance d'une science holistique

L'institut océanographique de Paris fondé par Albert Ier de Monaco

L'océanographie est holistique en ce que l'océan influe sur le climat et qu'il est en retour influencé par les écosystèmes terrestres, et qu'il mémorise via ses sédiments les apports non seulement terrigènes, mais aussi spatiaux. Hans Pettersson a marqué des océanographes tels qu'Arrhenius en leur rappelant que les sédiments ont mieux que les sols gardé la mémoire des apports de particules cosmiques (mais moins bien que la glace).

Dans la seconde moitié du XIX^e siècle, les sociétés savantes reçoivent et traitent un flot de nouvelles observations terrestres et maritimes et les spécialistes d'histoire naturelle en Europe pressentent le besoin d'informations autres qu'anecdotiques sur les océans.

L'océanographie émergeante après 1850 est une science carrefour au même titre que sa terreste devancière, la géographie lentement constituée par des pionniers tels les Allemands Alexander von Humboldt, fondateur de la première société de géographie en 1813 à Berlin ou Karl Ritter, professeur de géographie marquant la vocation d'un étudiant français Elisée Reclus... La cartographie, l'astronomie et la géodésie en progrès du siècle industriel proposent des outillages fondamentaux pour les deux sœurs. Les sociétés de géographie dès leur naissance multiplie les explorations, les enquêtes et les découvertes en laissant de volumineux rapports écrits et photographiques. Les associations savantes versées dans l'océanographie sont à bonne école, mais ne peuvent déployer une lourde organisation par une impossibilité d'accès à des moyens coûteux.

L'océanographie prend le statut d'une science quantifiable en 1872 lorsque les écossais Charles Wyville Thompson et John Murray ont mis en branle l'expédition Challenger, accomplie de 1872-76. D'autres nations européennes et américaines envoyèrent des missions scientifiques, aussi bien des particuliers que des institutions.

La France s'illustre indirectement par l'action énergique et le mécénat du prince savant Albert I de Monaco. Ce dernier finançeur sur ses propres deniers de l'institut d'océanographie à Paris décide d'organiser de nombreuses campagnes d'explorations maritimes. Il choisit un universitaire sédimentologue de Nancy, Julien Vivien Toulet, pour réaliser de minutieuses cartographies bathymétriques. Toulet devient ainsi le père de l'océanographie française qui émerge encore timidement à la Belle Époque.

En Allemagne, l'océanographie géographique est enseignée dès 1880. Ferdinand von Richthoffen, géologue devenu géographe directeur de l'institut de géographie à Berlin de 1886 à sa mort en 1905, océanographe universitaire renommé, est le fondateur de l'intitut océanographique de Berlin en 1899. La même année le congrès de Berlin crée le conseil international de l'exploitation de la mer. Le projet qui justifie le lancement du CIEM consiste en une carte bathymétrique générale des océans. L'organisme aujourd'hui spécialisé dans la biologie marine illustrée par les travaux de Knudsen siège à Copenhague. Il fixe les quotas de pêche, initialement proposés pour les mers de l'Europe du Nord-ouest.

Le milieu océanographe berlinois est aussi à l'origine de l'expédition du navire Gauss, la fameuse expédition océanographique Deutsche Südpolar-Expedition confiée de 1901 à 1903 à Erich von Drygalski. Le Gauss après avoir traversé l'océan indien gagne l'Afrique du Sud et passe un premier hivernage dans la banquise antarctique. La considérable moisson de l'expédition transforme son patron scientifique, de simple professeur de mathématiques et de physique en chercheur glaciologue, professeur de géographie et de géophysique à l'université de Munich, où il exerce de 1906 à 1935.

Branches de l'océanographie

On distingue quatre grandes branches de l'océanographie^[3] :

• La biologie marine (ou l'écologie marine) qui étudie la faune et la flore des océans ainsi que leurs interactions écologiques;
  • L'Ichtyologie, la science qui étudie les poissons
• L’océanographie chimique étudie la chimie des océans;
• La géologie marine étudie la géologie du fond des océans dont la tectonique des plaques;
• L’océanographie physique étudie les caractéristiques physiques de l'océan (telles que la structure thermohaline, les vagues, les marées et les courants marins).

Ces différentes branches montrent que souvent les océanographes ont d'abord étudié les sciences exactes.

S'y ajoutent parfois la météorologie marine ainsi que l'ingénierie maritime^[4]

Océanographie actuelle entre recherche et politique

Depuis une trentaine d'années, les techniques d'observations spatiales ont permis des progrès considérables en apportant une nouvelle capacité de surveiller globalement les océans, de manière permanente et instantanée : par mesure de la topographie des mers (on parle alors d'hydrographie) et de son évolution temporelle, par celle des vagues, de la température de surface et des indicateurs biologiques, par collecte de données océanographiques mesurées in situ à bord de bouées et de bateaux, etc.

L'altimétrie satellitale, aujourd'hui au centre de l'activité d'océanographie spatiale, est une technique spatiale permettant de mesurer le relief des océans, mise au point dans les années 1970 puis 1980, et qui a vu ses capacités décuplées en termes de précision et de couverture spatio-temporelle. Ces progrès ont été notamment obtenus grâce aux données du satellite franco-américain TOPEX/Poséidon lancé par la fusée Ariane en août 1992. Aujourd'hui, le successeur de ce dernier satellite désormais à la retraite [1], est Jason-1, premier satellite de ce qui devrait devenir une véritable filière spatiale en matière de suivi océanographique à long terme.

Outre cet aspect d'observation et d'analyse des mesures in situ, un autre grand domaine de l'océanographie est l'étude théorique des processus physiques mis en jeu: on parle d'océanographie physique. Cela se traduit par l'écriture et la résolution d'un jeu d'équations plus ou moins simplifiées représentant les écoulements géophysiques rencontrés dans l'océan. Ces équations, dites équations de Navier-Stokes, souvent très complexes, ne peuvent pas toujours être résolues analytiquement par les méthodes mathématiques classiques, d'où le recours massif à l'utilisation de codes numériques nécessitant une grande puissance de calcul. L'apparition de super-calculateurs offrant de plus en plus de puissance a provoqué un développement intensif de l'usage des codes numériques en océanographie dans les 20 dernières années. Ainsi sont apparus des modèles [2] représentant l'océan mondial et ayant pour but une compréhension globale de la circulation océanique.

Une Commission intergouvernementale océanographique s'est mise en place sous l'égide de l'UNESCO. Les outils de travail collaboratifs facilitent une approche globale et holistique avec des projets fédérateurs tels que l'Atlas mondial des océans, un projet global d'analyse des données océanographiques (Global Ocean Data Analysis Project) et la mise en place d'un réseau d'aires marines protégées.

En France, le Grenelle de la mer a proposé en juin 2009 la création d' « un conseil national de la recherche marine et littoral » dont le rattachement ministériel ni la composition n'ont été précisés, mais dont le pilotage serait « de type Grenelle»^[5].

Océan et atmosphère

Les océans jouent un rôle fondamental dans l'équilibre thermique de la Terre et leur interaction avec l'atmosphère est la clef de l'évolution du système climatique. Ce système ressemble à une immense machine thermique dont les mécanismes sont basés sur les échanges entre les circulations atmosphériques (les vents, par exemple la Mousson) et océaniques (les courants, comme par exemple El Niño), qui contribuent pour des parts comparables au transport et à la redistribution d'énergie des régions tropicales vers les régions polaires. Les océans sont donc en quelque sorte un thermostat régulateur du climat. De plus, ils possèdent d'immenses capacités d'absorption de composants chimiques, comme le dioxyde de carbone à l'origine de l'effet de serre, qui obligent enfin à considérer l'ensemble « océan-atmosphère ».

Océanographes célèbres

Notes et références

Bibliographie

François Carré (professeur à la Sorbonne), Histoire de l'océanographie, conférence intervention au FIG Saint-Dié 2009, article résumé en ligne.

Voir aussi

Articles connexes

Liens externes

• Océanographie sur le site du Service hydrographique et océanographique de la marine
• Cours d'Oceanographie - L'Ocean en mouvement sur le site de l'Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer
• Laboratoire de Physique des océans (Brest)
• Formation en Sciences de la Planète Terre
• Observatoire global du Saint-Laurent - OGSL
• Site des étudiants en océanographie de l'UPMC (Université Pierre et Marie Curie, Paris 6)
• Site de l'observatoire océanologique de Banyuls sur mer (UPMC)
• Site de l'observatoire océanologique de Villefranche sur mer (UPMC)
• Site de la station biologique de Roscoff (UPMC)

Océanographie opérationnelle :

• NEMO - Modèle numérique d'océan utilisé en recherche et en océanographie opérationnelle
• Société Actimar - Océanographie Opérationnelle

Documents :

• André Toulmond, 2007, Les scientifiques sur les chemins des mers : une brève histoire illustrée de l'océanographie
• Un dossier complet sur l‘océanographie avec les interviews de 4 océanographes
  • Lucien Laubier, océanographe biologiste,
  • Jozée Sarrazin, chercheuse en écologie benthique (Département Etude des écosystèmes profonds, Ifremer Brest),
  • Pierre-Marie Sarradin, chimiste (Laboratoire Environnement Profond, Ifremer Brest),
  • Thierry Moutin, maître de conférences au Centre d’Océanologie de Marseille (Laboratoire d’Océanographie Physique et de Biogéochimie)]

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