CES Couleur de l'océan
CES Couleur de l'océan
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
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.
Regain d'oxygène en profondeur
Le cycle de l'oxygène dans les océans fournit la moitié du stock d'air disponible à tous les organismes aérobiques de notre planète. Cet oxygène dissous provient de plusieurs sources. Une source biologique, avec les organismes photosynthétiques qui, via le mécanisme de photosynthèse, produisent de l'oxygène. Ces organismes sont en grande majorité représentés par le phytoplancton et des bactéries photosynthétiques comme les cyanobactéries. À travers ce mécanisme de photosynthèse, le cycle de l'oxygène interagit avec le cycle du carbone.
On parle souvent de la pompe à carbone que constitue la dissolution du CO2 atmosphérique dans l'océan et à ce titre, l'océan joue un rôle majeur dans la régulation du réchauffement climatique en piégeant ce gaz à effet de serre dans les profondeurs. On ne parle pas aussi communément de pompe à oxygène mais la dissolution de l'oxygène atmosphérique dans l'océan est basée sur les mêmes processus physiques.
La répartition du taux d'oxygène dans les océans n'est pas homogène que ce soit horizontalement, en surface à l'échelle d'un même bassin ou verticalement, le long de la colonne d'eau. Elle dépend de plusieurs facteurs:
- de l'activité organique : production d'oxygène dans la zone euphotique, consommation d'oxygène par la respiration aérobique des espèces animales ainsi que par la dégradation de la matière organique,
- de la température de l'eau : les eaux froides absorbent plus l'oxygène que les eaux chaudes,
- de mécanismes de formation d'eaux profondes et de ventilation des eaux, les transports verticaux à plusieurs échelles (mésoéchelle et submésoéchelle) qui transportent l'oxygène et ventilent les couches océaniques), de l'état de mer en surface (une surface agitée augmente la zone de contact entre océan et atmosphère).
En certaines zones océaniques, parfois très vastes, les taux d'oxygène sont très faibles et constituent des Zones de Minimum d'Oxygène, (ou OMZ, en anglais). Quand ce taux d'oxygène devient encore plus faible, on parle de Zones Marines Anoxiques (ou AMZ en anglais). Ces zones s'observent dans les régions tropicales, dans le Pacifique Est et dans le nord de l'océan Indien.
En 2014, dans le cade du projet AMOP, une équipe internationale comprenant des chercheurs d'institutions françaises et péruviennes (IMARPE, IGP, UNAC, LEGOS, MIO, OOV, MARBEC, LATMOS, LEMAR, LPO, OOB, EPOC, LOCEAN, ISTO, US IMAGO, DT INSU) a embarqué sur le R/V Atalante pour des mesures in-situ du taux d'oxygène dans les eaux du Pacifique Est, au large du Pérou. Une autre campagne en mer sur le R/V New Horizon, s'est déroulée un peu plus au nord, au large du Mexique.
Des sondes équipées de capteurs haute résolution ont permis d'établir des profils de mesures directes d'oxygène à des niveaux nanomoléculaires (par STOX, pour Switchable Trace Amount Oxygen) ainsi que les teneurs en chlorophylle (par fluorimétrie). Cependant, en deçà d'un certain seuil dans les zones hypoxiques et suboxiques, les taux faibles d'oxygène sont difficilement mesurables. Des échantillons d'eau ont également été prélevés le long des mêmes profils pour analyse postérieure en laboratoire par cytométrie de flux. Cette technique permet de compter et de caractériser les cellules, et en l'occurence de mesurer l'activité des colonies bactériennes.
Cette combinaison de mesures directes du taux d'oxygène et indirectes, par le biais des teneurs en chlorophylle et de l'activité bactérienne aérobique montre la présence d'un pic secondaire de chlorophylle actif (SCM pour Secondary Chlorophyll Maximum), en profondeur, à la base de la zone photique (zone éclairée des couches supérieures de l’océan). Ce pic secondaire de chlorophylle, avec des concentrations de chlorophylle qui peuvent égaler celle du pic primaire de chlorophylle près de la surface, est associé à un pic d'activité bactérienne photosynthétique, représentée par des bactéries du genre Prochlorococcus et Synechococcus. Leur production d'oxygène est très rapidement consommée par les processus aérobiques microbiens dans un environnement proche de cette même couche océanique, de sorte qu'aucune accumulation d'oxygène n'ait lieu. Cette consommation d’oxygène semble si rapide qu’elle maintienne la concentration d’oxygène à des niveaux très bas, a priori, indétectables par des mesures conventionnelles. Ces résultats montrent qu’un mécanisme aérobique peut être maintenu dans une zone où les mesures in- situ directes d’oxygène indiquent des conditions anoxiques.
Avec le réchauffement climatique, et la plus faible dissolution de l'oxygène dans les eaux chaudes, les eaux s'appauvrissent en oxygène et les Zones à Minimum d'Oxygène tendent à s'étendre. Or, cet appauvrissement compromet le développement de la base de la chaîne alimentaire et toute la vie marine.
Publications scientifiques
- Garcia-Robledo, E., Padilla, C.C., Aldunate, M., Stewart, F.J., Ulloa, O., Paulmier, A., Gregori, G., and N.P. Revbesch, Cryptic oxygen cycling in anoxic marine zones. 2017, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United of America (PNAS). doi: 10.1073/pnas.1619844114.
- Paulmier A. Oxygen and the ocean. In : Euzen A. (dir.), Gaill F. (dir.), Lacroix D. (dir.), Cury Philippe (dir.). The Ocean revealed. Paris: CNRS Edition, 2017, p. 64-65.
- D. Breitburg et al., Science 359, eaam7240, (2018). DOI: 10.1126/science.aam7240
- article en français, sur le site du CNRS-INSU, janvier 2018: Désoxygénation de l’océan : une grande étude en révèle les dangers et les solutions.
Accès aux données du catalogue ODATIS
Références bibliographiques
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- 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
site web du LOV
site web de l'équipe OMTAB : Optique marine, télédétection et applications biogéochimiques
Vincent VANTREPOTTE (mail)
Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences
UMR8187, CNRS, ULCO, ULILLE, IRD
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62930 WIMEREUX
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