CES Couleur de l'océan

CES Couleur de l'océan

Landsat8-OLI image (RGB composite, November 6th, 2014) of the Rhône River mouth from the Station Observatoire du Rhône en Arles (SORA) to the offshore limits of the Rhône River plume. The MesuRho platform is located inside the river plume, 2 km offshore the river mouth. Source : Ody et al. (2016, doi:10.3390/rs8030245).

Le pôle Océan ODATIS a pour objectif général de promouvoir et faciliter l’utilisation des observations réalisées dans l’océan ou à son interface avec les autres milieux, à partir de mesures in situ et de télédétection. Outre l’accès aux données, le pôle a vocation à développer des « produits » issus de ces données.

Pour cela, le Consortium d’Expertises Scientifiques (CES) Couleur de l’Océan a été constitué pour mettre en réseau la communauté impliquée par ce thème et pour échanger autour des expertises nationales, identifier les besoins des utilisateurs et promouvoir la conception de nouvelles méthodes/algorithmes ou/et valider les produits dérivés (propriétés optiques et biogéochimiques de l’océan).

La finalité de ce CES est d’initier une dynamique autour de la couleur de l’eau océanique des domaines hauturiers, côtiers et à l’interface continent-océan, de contribuer à la mise en place de groupes de travail, et à améliorer l’accès à des produits satellitaires adaptés aux besoins des utilisateurs.
Le CES Couleur de l’Océan est porté par David Doxaran (LOV, CNRS/SU) et Vincent Vantrepotte (LOG, CNRS) voir leurs contacts dans l'onglet ci-dessous.

Atelier #6 - mars 2025

Cet atelier du CES Couleur de l'océan se tiendra du 18 au 20 mars 2025 en présentiel, à Villefranche-sur-Mer, ou via visioconférence. Programme à venir.

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Atelier#5 - mars 2024

Produit ODATI6S Moyenne Résolution : ici concentration en chlorophylle

Cet atelier du CES Couleur de l'océan se tient les 13 et 14 mars en présentiel, à Paris, ou via visioconférence : points détaillés sur les produits ODATIS-MR et leur distribution (via FTP et le Geobrower), sur les groupes de travail hyperspectral et SST-HR, ainsi que sur les interactions entre les pôles ODATIS et THEIA (télédétection des eaux continentales, littorales et côtières), activités en 2024.

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Atelier#4 - mars 2023

L'atelier#4 du "CES Couleur de l'Océan" a eu lieu du 6 au 8 mars 2023, en présentiel à Paris et via visioconférence: rappel du rôle du CES Couleur de l'Océan au sein du pôle ODATIS, nouveaux projets de recherche et nouvelles thèses de doctorat en France en lien avec la couleur de l’océan; état des lieux des produits satellitaires Couleur de l’Océan, activités Cal/Val de ces produits, groupes de travail ‘hyperspectral’ et celui nouvellement crée, le groupe IRT ou SST-HR en lien avec la future mission spatiale TRISHNA; discussions sur les interactions et mise en place de collaborations entre les spécialistes de la Couleur des eaux continentales du pôle THEIA et de la Couleur de l'Océan du pôle ODATIS. 

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Atelier #3 - février 2022

L'atelier #3 du "CES Couleur de l'Océan" a eu lieu du 23 au 24 février 2022. Rappel des besoins exprimés par le CES en côtier avec les 2 composantes MR (Moyenne Résolution) et HR (Haute Résolution). Pour chaque composante : analyse de l’existant (CMEMS, lien vers le catalogue), retour sur les besoins, discussion des solutions possibles.

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Atelier #2 - décembre 2020

Cet atelier du CES Couleur de l'océan s'est déroulé le 16 décembre 2020 en visioconférence. Les principales discussions ont fini de préciser le rôle de ce CES, de recenser les produits satellites disponibles, de développer les interactions avec la communauté in situ ainsi que recueillir les besoins de la communauté.
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Atelier #1 - mai 2019

Retrouvez toutes les informations détaillées de ce 1er atelier sur cette page : accès aux présentations, compte-rendu, liste des participants.

Ce premier atelier du CES Couleur de l'océan s'est déroulé les 28 et 29 mai 2019 à Paris avec l’objectif de réunir les communautés qui travaillent autour du thème Couleur de l’Eau (traitement image ; données in situ) pour échanger autour des expertises nationales et donc d’initier une dynamique autour de la Couleur de l’Eau hauturière, côtière et à l’interface continent-océan, et de contribuer à la mise en place de Consortium d’Expertises Scientifiques propres au pôle ODATIS.

Un groupe de travail «d’imagerie hyperspectrale » s’est formé à la suite d'un atelier du CES Couleur de l’eau en 2022 pour permettre aux chercheurs intéressés par les données issues des capteurs hyperspectraux, de partager, comparer des méthodes d’inversion originales et de discuter des résultats obtenus. Avec de nouveaux capteurs en vol, combinés à des hautes résolutions spatiales, les données hyperspectrales ouvrent de nouvelles possibilités d'explorer les données satellitaires sur la couleur de l'eau.

Faciliter l’accès à l’hyperspectral pour des applications en milieu aquatique

Cette page "Données et Méthodes" du Groupe de Travail Hyperspectral est destinée aux utilisateurs pour faciliter l'accès aux données hyperspectrales : données satellites disponibles et liens d'accès pour DESIS, PRISMA, ENMAP; Méthodes de corrections atmosphériques et du « glint » dédiées aux observations hyperspectrales; Méthodes inverses d’estimation de produits géophysiques et biologiques; Librairies spectrales de réflectances de fonds aquatiques et zones intertidales; Données in situ (radiométrie, colonne d’eau, fond aquatique) de validation des observations satellitales sur des sites connus; Références bibliographiques.

Groupe de travail "Imagerie hyperspectrale" - février 2024

Le groupe de travail «d’imagerie hyperspectrale » du CES Couleur de l’eau s'est réuni au cours d'une 2ème réunion, en février 2024 pour échanger sur les actualités sur l’hyperspectral en zones aquatiques, pour présenter plusieurs projets et discuter des besoins actuels en Hyperspectral appliqué aux milieux aquatiques. Accédez à la page de cette 2ème réunion avec accès aux présentations, résumés et compte-rendu. 

Groupe de travail "Imagerie hyperspectrale" - décembre 2022

Accédez à la page de leur 1ère réunion qui s'est tenue le 16 décembre 2022 avec accès aux présentations, résumés et compte-rendu. Cette 1ère réunion avait pour objectifs : Présenter et faire connaître au sein de notre communauté les thématiques étudiées, les méthodes et les données utilisées (in situ et satellite), Présenter les capteurs hyperspectraux en vol (DESIS, PRISMA et EnMap) et futurs (PACE, AquaWatch et Galène), Réfléchir sur les moyens de faciliter l’utilisations des données hyperspectrales au sein de la communauté française.

Campagnes synchrones en Méditerranée

Campagnes en mer CDS-SAT-AVISO CDS-IS-IMEV CDS-IS-Shom phytoplancton courant hauteur de mer salinité température oxygène cytométrie Support aux campagnes

Trois programmes en un : BIOSWOT (avec les laboratoires du LOCEAN et du MIO, financé par le CNES), PROTEVS-SWOT (SHOM, financé par la DGA) et PRE-SWOT (IMEDEA-SOCIB et CSIC) se sont regroupés en Méditerranée occidentale en mai 2018 pour mesurer l’impact de l’activité de la circulation à fine échelle (1-100 km) sur la distribution du plancton.

Cette synergie humaine en surface s’est doublée d’une coordination parfaitement orchestrée de moyens d’observation in-situ et satellites dans le but de décrire en même temps en surface et le long de la colonne d’eau les processus physiques et biogéochimiques.

Cette approche multidisciplinaire a aussi pour objectif d’ouvrir la voie à l’exploitation scientifique des observations de la mission satellite SWOT. L’altimètre interféromètre de SWOT, dont le lancement est prévu en 2021 (mise à jour : le lancement a eu lieu le 16/12/2022), sera en effet capable d’accéder à la vision des structures de la circulation océanique de taille de 10 km (petits tourbillons, fronts, filaments). Alors qu’aujourd’hui l’altimétrie classique ne permet l’observation que de structures de taille supérieures ou égales à 100 km.

Bien étudiées par la modélisation, mais difficile à observer pour leur dynamique rapide, la circulation à fine échelle joue un rôle essentiel dans le système climatique, en générant une pompe verticale entre couches de surface et couches plus profondes de l’océan. Leur dynamique est soupçonnée induire une forte variabilité dans les concentrations en éléments nutritifs comme dans le mélange entre couches océaniques. Par conséquent, elle a un impact très important sur la distribution et la diversité du plancton, sur l'export de carbone vers l'océan profond, sur les échanges de chaleur entre mer et atmosphère et même sur la distribution des prédateurs marins !

carte de filaments lyapunov avec mesure de la densité de bactéries ors de la campagne BIOSWOT

Carte des filaments FSLE (en gris, à gauche) calculés à partir des données satellites en temps réel (NRT) de hauteurs de mer CMEMS (accessibles depuis le catalogue ODATIS) le 09 mai 2018, superposés aux stations d’échantillonnage (croix rouges) le long de la trajectoire du Beautemps-Beaupré, et à la densité de micro-organismes (pixels en couleur) calculée à bord grâce au cytomètre en flux (appareil de mesure sur la photo de droite). Les FSLE permettent de suivre au cours du temps, l’état de dispersion des particules dans l’eau. Les structures en filaments représentent ici des barrières crées par les courants que les particules ne peuvent pas franchir. Crédits MIO/LOCEAN.

Stratégie d’échantillonnage adaptative : observations in-situ guidées par les satellites

Pour réaliser les observations in-situ, un ensemble d’instruments a permis des mesures sur toute la colonne d’eau :

  • Un Seasor, engin remorqué depuis le navire Beautemps-Beaupré (SHOM), a mesuré jusqu’à environ 400 m, des paramètres physico-chimiques : température, conductivité, pression, chlorophylle A, fluorescence et turbidité.
  • Des courantomètres de coques à effet Doppler sous la coque du Beautemps-Beaupré, pour mesurer les courants depuis les premières dizaines de mètres jusqu’à 1500 m,
  • Un réseau de bathysondes, équipés des mêmes capteurs bio-optiques que le Seasoar, un courantomètre à effet Doppler et une rosette pour le prélèvement d’échantillons d’eau, à bord du navire espagnol Garcia del Cid (IMEDEA-SOCIB et CSIC).
  • Un instrument de mesure optique à haute fréquence, le cytomètre en flux (Cytobuoy), à bord du Beautemps-Beaupré, compte et identifie les micro-organismes à partir d’échantillons d’eau de mer,
  • Deux gliders, le SeaExplorer du MIO (SEA003) et le SDEEP00 du IMEDEA-SOCIB ont notamment mesuré les teneurs en oxygène jusqu’à 600 m.

Cette collecte de mesures in situ s’intègre à une stratégie d’échantillonnage adaptative à l'aide du logiciel SPASSO : analyse en temps réel de données satellites (Chlorophylle, Température de surface, Courants) qui a permis de planifier et optimiser la route des navires pour identifier et cibler les structures submésoéchelles. 

Ce service de mise à disposition de données satellites est une contribution du CNES pour le soutien des campagnes en mer. Ces jeux de données à valeur ajoutée sur la zone d’étude sont d’abord diffusés sur un serveur puis traitées à terre en temps réel au MIO, avant d’être envoyées à bord sous forme de fichiers compressés.

Plus d'information

Accès aux données du catalogue ODATIS sur ce même sujet

  • Biologie - Biogéochimie
  • Physique
Navires Garcia Del Cid (IMEDEA-SOCIB) et Beautemps-Beaupré (SHOM) lors des campagnes BIOSWOT, SWOT-PROTEVS et PRE-SWOT

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Références bibliographiques

  • Abascal-Zorrilla N., Vantrepotte V., Huybrechts N., Dingh Ngoc D.,Anthony E.J., Gardel A. (2020) Dynamics of the estuarine turbidity maximum zone from landsat-8 data : The case of the maroni river Estuary, French Guiana. Remote Sensing, 12(13):2173. doi:10.3390/rs12132173.
  • Alvain. S., Moulin C., Dandonneau Y. and Bréon F.M., Remote sensing of phytoplankton groups in case 1 waters from global SeaWiFS imagery, Deep Sea Res. I, 52, 1989-2004, (2005).Alvain S., C. Moulin, Y. Dandonneau, and H. Loisel. (2008). Seasonnal distribution and succession of dominant phytoplankton groups in the global ocean : a satellite view. Global Biogeochemical Cycles 22, GB3001.
  • Ben Mustapha Z, Alvain S, Jamet C, Loisel H, Dessailly D (2014) Automatic classification of water-leaving radiance anomalies from global SeaWiFS imagery : Application to the detection of phytoplankton groups in open ocean waters. Remote Sensing of Environment, 146:97-112.
  • Bonelli A.G. V. Vantrepotte; D. Schaffer Ferreira Jorge, J. Demaria; C. Jamet; D. Dessailly; A. Mangin; O. Fanton d’Andon; E. Kwiatkowska; H. Loisel. (under review) Colored dissolved organic matter absorption at global scale from ocean color radiometry observation: spatio-temporal variability and contribution to the absorption budget, Remote Sensing of Environment.
  • Bonelli et al., (in prep) Estimation of DOC surface content at global scale from remote sensing observation.
  • Dinh Ngoc D. Loisel H., Duforêt-Gaurier L., Jamet C., Vantrepotte V., Goyens C., Chu Xuan H. , Minh N.N., Van T. N. (2019) Atmospheric correction algorithm over coastal and inland waters based on the Red and NIR bands : application to Landsat-8/OLI and VNREDSat-1/NAOMI observations. Optics Express, 27(22):31676-31697. Doi:10.1364/OE.27.031676.
  • Dinh Ngoc D., Loisel H., Jamet C., Vantrepotte V., Duforet-Gaurier L., Minh C.D., Mangin A. (2019) Coastal and inland water pixels extraction algorithm (WiPE) from spectral shape analysis and HSV transformation applied to Landsat 8 OLI and Sentinel-2 MSI. Remote Sensing of Environment, 223:208-228. doi : 10.1016/j.rse.2019.01.024.
  • Dogliotti A.I., Ruddick K.G., Nechad B., Doxaran D. and E. Knaeps (2015). A single algorithm to retrieve turbidity from remotely sensed data in all coastal and estuarine waters. Remote Sensing of Environment 156, 157–168
  • Duforêt-Gaurier, L., H. Loisel, D. Dessailly, K. Nordkvist, S. Alvain. (2010) Estimates of particulate organic carbon over the euphotic depth from in situ measurements. Application to satellite data over the global ocean. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, Elsevier, 351-367.
  • Duforêt-Gaurier et al., (en prép). Estimation of the phytoplancton part of the particulate organic carbon from space.
  • Gernez P, Doxaran D, Barillé L (2017). Shellfish Aquaculture from Space: Potential of Sentinel-2 to Monitor Tide-Driven Changes in Turbidity, Chlorophyll Concentration and Oyster Physiological Response at the Scale of an Oyster Farm. Frontiers in Marine Science, 4, doi: 10.3389/fmars.2017.00137.
  • Gohin F., Druon J., Lampert L. (2002). A five channel chlorophyll concentration algorithm applied to SeaWiFS data processed by SeaDAS in coastal waters . International Journal Of Remote Sensing , 23(8), 1639-1661 . DOI 10.1080/01431160110071879.
  • Gons, H. J., Rijkeboer, M., and Ruddick, K. G. (2005). Effect of a waveband shift on chlorophyll retrieval from MERIS imagery of inland and coastal waters. J. Plankton Res. 27, 125–127. doi: 10.1093/plankt/fbh151.
  • Han B., Loisel H., Vantrepotte V., Mériaux X., Bryère P., Dessailly D., Xing Q. and Zhu J.(2016) Development and validation of a semi-analytical algorithm for the retrieval of Suspended Particulate Matter from remote sensing over clear to very turbid waters. Remote Sensing, 8(3):211.
  • Jamet C., Loisel, H., Dessailly D. (2012) Retrieval of the spectral diffuse attenuation coefficient Kd(λ) in open and coastal ocean waters using a neural network inversion, Journal of geophysical research,117,C10023,14 PP.hal-00823342.
  • D. Jorge, H. Loisel, C. Jamet, D. Dessailly, J. Demaria, A. Bricaud, S. Maritorena, X. Zhang, D. Antoine, T. Kutser, S. Bélanger, V. O. Brando, J. Werdell, E. Kwiatkowska, A. Mangin, O. Fanton d’Andon, (under review) A two-step semi analytical algorithm (2SAA) for estimating inherent optical properties over oceanic, coastal, and inland waters from remote sensing reflectance, Remote Sensing of Environment.
  • Loisel, H., J. M. Nicolas, P. Y. Deschamps, and R. Frouin (2002), Seasonal and inter-annual variability of the particulate matter in the global ocean, Geophys. Res. Lett.,29(24), 2196, doi:10.1029/2002GL015948.
  • Loisel H, Vantrepotte V, Dessailly D, Mériaux X (2014) Assessment of the colored dissolved organic matter in coastal waters from ocean color remote sensing. Optics Express 22(11):13109-13124. hal-01010236, doi:10.1364/OE.22.013109.
  • Loisel, H., D. Stramski, D., Dessailly, C. Jamet, L. Li, and R.A. Reynolds (2018) An inverse model for estimating the optical absorption and backscattering coefficients of seawater from remote-sensing reflectance over a broad range of oceanic and coastal marine environments. Journal of Geophysical Research, 123(3):2141-2171. doi : 10.1002/2017JC013632.
  • Mélin, F, Vantrepotte, V. (2015). How optically diverse is the global coastal ocean? Remote Sensing of Environment, 160, 235-25.
  • Minghelli-Roman A., Dupouy C., 2013. Influence of water column chlorophyll concentration on bathymetric estimations in the lagoon of New Caledonia using several MERIS images, IEEE J. Sel. Topics Appl. Earth Observ. Remote Sens, 77, 1-7.
  • Minghelli-Roman A., Dupouy C., 2014 Seabed mapping in the lagoon of New Caledonia with MeRIS images, IEEE J. Sel. Topics Appl. Earth Observ. Remote Sens, vol 7, n°6, 2619-2629.
  • Novoa S., Doxaran D., Ody A., Vanhellemont Q., Lafon V., Lubac B. and P. Gernez (2017). Atmospheric Corrections and Multi-Conditional Algorithm for Multi-Sensor Remote Sensing of Suspended Particulate Matter in Low-to-High Turbidity Levels CoastalWaters. Remote sensing, 9, 61; doi:10.3390/rs9010061
  • Ody A., Doxaran D., Vanhellemont Q., Nehad B., Novoa S., Many G., Bourrin F., Verney R., Pairaud I. et B. Gentili (2016). Potential of High Spatial and Temporal Ocean Color Satellite Data to Study the Dynamics of Suspended Particles in a Micro-Tidal River Plume. Remote Sens. 2016, 8(3), 245; doi:10.3390/rs8030245.
  • Ody A, Thibaut T, Berline L, Changeux T, André J-M, Chevalier C, et al. (2019) From In Situ to satellite observations of pelagic Sargassum distribution and aggregation in the Tropical North Atlantic Ocean. PLoS ONE 14(9): e0222584. doi: 10.1371/journal.pone.0222584.
  • Ouillon, S., Douillet, P., Petrenko, A., Neveux, J., Dupouy, C., Froidefond, J.-M., Andréfouët, S., A. Muñoz-Caravaca, 2008, Optical Algorithms at Satellite Wavelengths for Total Suspended Matter in Tropical Coastal Waters, Sensors 8, 4165-4185; doi: 10.3390/s8074165.
  • Tran Trung K., Duforêt-Gaurier L., Vantrepotte V., Schaffer Ferreira J. D., Mériaux X., Cauvin A., Fanton d’Andon Odile and Loisel Hubert (2019) Deriving Particulate Organic Carbon in Coastal Waters from Remote Sensing: Inter-Comparison Exercise and Development of a Maximum Band-Ratio Approach. Remote Sensing, V11, 23. doi 10.3390/rs11232849.
  • Vantrepotte, V. ; Danhiez, F.-P. ; Loisel, H. ; Ouillon, S. ; Mériaux, X. ; Cauvin, A. ; Dessailly, D. 2015. CDOM-DOC relationship in contrasted coastal waters : implication for DOC retrieval from ocean color remote sensing observation. Optics Express, Vol. 23 Issue 1, pp.33-54.
  • Wattelez, G., Dupouy, C., Mangeas, M., Lefèvre, J., Touraivane, Frouin, R., 2016. A statistical algorithm for estimating chlorophyll concentration in the New Caledonian lagoon, Remote Sens. 8(1), 45; (IF: 3.278, open access). doi: 10.3390/rs8010045.
  • Wattelez, G., Dupouy, C., Juillot, F., Fernandez, J.M., Lefèvre, J., Ouillon, S., 2017. Remotely-sensed assessment of turbidity with MODIS in the oligotrophic lagoon of Voh-Koné-Pouembout area, New Caledonia, Water, 9, 737, doi: 10.3390/w9100737

David DOXARAN (mail)
Laboratoire d'Océanographie de Villefranche
UMR 7093 - CNRS / SU
181 chemin du Lazaret
06230 Villefranche-sur-Mer
Tel +33 (0) 6 27 38 64 58 Fax +33 (0) 4 93 76 37 39
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Vincent VANTREPOTTE (mail)
Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences
UMR8187, CNRS, ULCO, ULILLE, IRD
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62930 WIMEREUX
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