Contexte institutionnel

L’UMR 7159, Laboratoire d'Océanographie et du Climat : Expérimentations et Approches Numériques (LOCEAN) est une unité mixte de recherche en partenariat avec Sorbonne Université (SU) – tutelle principale, le Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), l’Institut de Recherche pour le Développement (IRD) et le Muséum National d’Histoire Naturelle (MNHN). Il regroupe environ 185 personnes, dont 121 permanents. Il est localisé sur trois sites : le campus Pierre et Marie Curie de SU, qui regroupe l’essentiel des personnels, le campus IRD France Nord à Bondy et le MNHN à Paris. En région Île-de-France, le laboratoire est une composante majeure de l’Institut Pierre Simon Laplace (IPSL) des sciences de l’environnement. À Sorbonne Université, il est rattaché à la Faculté des sciences et ingénierie et à l'unité de formation et recherche Terre, Environnement, Biodiversité (UFR 918), et à l’OSU « ECCE TERRA », parties du Pôle 3 «Terre vivante et Environnement». Il est également lié au Centre des Sciences de la Mer (CSM) en particulier aux stations marines de l’Université à Villefranche-sur-mer, Banyuls et Roscoff. Au CNRS, le LOCEAN est majoritairement rattaché à l’Institut des Sciences de l’Univers (INSU) et secondairement à l’Institut d’Écologie et Environnement (INEE). À l’IRD, le LOCEAN dépend du département « Océans, Climat, et Ressources » en tant qu’unité n°182. Ses implantations au Sud sont localisées dans des laboratoires mixtes internationaux (LMI) en Amérique du Sud, en Inde, et dans le secteur Ouest Pacifique (avec une demande de renouvellement de LMI pour l’Afrique de l’Ouest en cours). Enfin, au MNHN, le laboratoire fait partie du département « Origines et Évolution ».

Les recherches du LOCEAN

Les activités scientifiques du laboratoire sont structurées en 3 thématiques présentées ci-après : (1) la dynamique océanique et les couplages, notamment avec l’atmosphère et la glace de mer ; (2) les cycles biogéochimiques et les écosystèmes marins et (3) la variabilité climatique et les impacts environnementaux et sociaux économiques du changement climatique. Ces trois thèmes se déclinent en 12 axes de recherche transverses, 9 chantiers géographiques ou thématiques sur lesquels ils se déploient et des développements instrumentaux et méthodologiques.

Les thèmes

i. Océan, processus et variabilité

Le thème « Océan, processus et variabilité » rassemble les initiatives de recherche visant à une meilleure compréhension de l’océan (au sens large, c’est-à-dire incluant la part gelée que sont les banquises polaires) du point de vue de ses processus dynamiques, de leur rôle dans les interactions nombreuses qu’il entretient avec d’autres milieux (atmosphère, surfaces continentales et cryosphère terrestre) et d’autres compartiments du système Terre (biosphère, cycles biogéochimiques), et enfin du point de vue de leur implication dans la variabilité globale du climat. La contribution du LOCEAN sur ce thème bénéficie de l’investissement historique de ses équipes dans le domaine de l’océanographie physique. Elle s’appuie sur des campagnes d’observation à la mer, le développement d’une instrumentation originale (gliders profonds, bouées multi instrumentées, mouillages en zone englacée), la mise en oeuvre de services nationaux d’observation en mer, les développements autour de codes communautaires de modélisation de l’océan.

ii. Biogéochimie et écosystèmes marins

L’étude de la biologie marine au LOCEAN est développée dans une approche intégrée visant à mieux comprendre les cycles biogéochimiques, les forçages et rétroactions entre organismes marins et climat, et le fonctionnement de la chaîne trophique jusqu’aux prédateurs supérieurs. L’étude des cycles biogéochimiques s’appuie sur des approches d'observation in situ, in situ-simulés (expérimentales) et in vitro (conditions contrôlées en laboratoire) et des approches numériques développées à l'échelle de l'organisme jusqu’à l’échelle globale océanique. Le laboratoire est fortement mobilisé sur le suivi à long terme de paramètres biogéochimiques liés au cycle du carbone (pCO2, pH, alcalinité, Carbone Inorganique total Dissous, Oxygène, fluorescence, pigments et macro- et micro- nutriments) afin de mieux documenter la variabilité naturelle et anthropique du CO2 océanique aux échelles interannuelles à décennales actuellement non résolues par les modèles, un enjeu majeur pour mieux comprendre et simuler le changement climatique (WCRP/Grand Challenge, carbon feedbacks in the climate system). Ce travail s’appuie en particulier sur des observatoires qui assurent l'acquisition de données in-situ dans des régions océaniques clefs comme les zones de formation d’eaux denses (pompe physique de carbone) ou celles où les écosystèmes sont particulièrement vulnérables comme les récifs coralliens et les océans polaires (pompe biologique de carbone), ainsi que dans les zones de forte productivité et fortes pêcheries (upwellings).

iii. Variabilité climatique et impacts

Le LOCEAN est un acteur majeur à l’IPSL et à l’échelle nationale dans l’analyse conjointe du rôle de l’océan dans la variabilité climatique globale, passée, présente et future, et de la quantification de ses impacts à l’échelle régionale sur les écosystèmes et la société. Cette capacité d’analyse intégrée s’appuie sur le triptyque observations-modélisation théorie et se décline au sein des nombreux chantiers géographiques du laboratoire. Le LOCEAN contribue ainsi aux améliorations du modèle couplé de l’IPSL. Il participe aussi à l’analyse du changement climatique et de sa place dans le contexte des changements globaux. L’étude des mécanismes et de la prévisibilité de la variabilité décennale du climat est au cœur de ce thème et contribue au Grand Challenge « Décennal » du WCRP. Elle s’appuie en particulier sur des données paléoclimatiques à haute résolution temporelle sur le dernier millénaire offrant une large perspective. Utilisées ensemble et en conjonction avec la modélisation, ces observations permettent aux équipes du LOCEAN de comprendre les mécanismes de la variabilité décennale, sa prévisibilité et l’effet des forçages externes, qu’ils soient naturels (volcanisme, solaire) ou anthropiques.




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