L’étude des milieux polaires requiert la prise en compte d’un certain nombre de processus spécifiques aux hautes latitudes, dont beaucoup sont en lien avec les glaces marines et terrestres. Le LOCEAN est investi de longue date dans l’étude de ces processus, aussi bien en Arctique que dans l’océan Austral. Cet investissement s’appuie sur un large éventail de compétences disciplinaires (allant de la physique à la biologie et à la biogéochimie marine, des processus de fine échelle à la variabilité climatique régionale et globale) et d’approches (développement instrumental, campagnes d’observations et modélisation). Les évolutions récentes du laboratoire ont vu l’émergence ou le renforcement de projets en lien avec la cryosphère, abordant notamment les interactions de l’océan avec les glaciers et plate-formes glaciaires, la séquestration de CO2 et l’acidification de l’océan en zones polaires, des problématiques d’écologie et de compréhension de la chaîne trophique, l’ensemble étant associé à une activité d’observation de terrain de plus en plus soutenue tant en Arctique qu’en Antarctique. Dans ce contexte, le laboratoire sera amené dans les prochaines années à répondre à de grands enjeux de recherche dont le but sera notamment de :

  • Parvenir à une meilleure caractérisation des interactions océan-glace-atmosphère et des processus sous-jacents. Le laboratoire aborde ces questions par le biais d’études sur la physi
  • que petite échelle de la glace incluant la prise en compte de nouvelles physiques, le mélange sous la banquise, les nouveaux enjeux liés aux flux biogéochimiques et aux écosystèmes présents dans et sous la glace, la physique et de la dynamique des couches limites océaniques et atmosphériques.
  • Comprendre l’impact de la cryosphère sur la biogéochimie marine et les écosystèmes. L’intérêt du laboratoire dans l’étude des grand cycles océaniques (carbone, oxygène, composés majeurs comme le soufre ou le fer en lien notamment avec l’acidification de l’océan), s’est étendu aux zones polaires où les flux biogéochimiques mais aussi la production primaire sont impactés par la présence de glace qui modifie les échanges air-mer, l’éclairement, la stratification et les propriétés de l’océan. L’étude du conditionnement des écosystèmes à différentes échelles et différents niveaux trophiques par la physique océanique permettra par ailleurs d’aborder des questions d’impacts de l’environnement polaire, impliquant les structures fines horizontales de la dynamique océanique, sur la biomasse et les populations marines.
  • Evaluer la variabilité en zone polaire et comprendre ses liens avec l’océan global et le climat. Le laboratoire continuera à s’impliquer fortement dans l’étude de la variabilité des glaces de mer et de son influence sur la circulation atmosphérique et océanique. Au cœur de cette question se trouve la compréhension de la dynamique des océans polaires, notamment la formation des eaux profondes océaniques, les transports de chaleur, d’eau douce et de propriétés biogéochimiques en lien avec les bilans régionaux et globaux, et l’impact des océans polaires sur la circulation thermo-haline globale. L’expertise du laboratoire en matière de reconstructions à partir d’archives sédimentaires, utilisant notamment des proxies spécifiques des glaces de mer, permettra d’aborder la reconstruction de la variabilité récente et passée de l’océan et des glaces de mer en lien avec le climat.

La mise en œuvre des axes de recherche identifiés au sein de ce thème bénéficiera du fort investissement du laboratoire dans des approches originales et innovantes telles que le développement des techniques de bio-logging et d’acoustique sous-marine pour une caractérisation conjointe de la biomasse et de son environnement à différentes échelles, le développement de nouveaux capteurs biogéochimiques automatisés et de plateformes automatisées multi-instrumentées, de nouveaux développements en modélisation au sein de la plate-forme NEMO permettant d’améliorer la représentation des processus couplés liés à la cryosphère dans les modèles du système Terre, le raffinement de la résolution des modèles pour une représentation explicite de l’activité océanique méso-échelle (~ kilométrique), et la mise en œuvre de réseaux polaires d’observations pérennes permettant à terme de renforcer les liens modèles-observations sur ces questions. Ces évolutions, qui font du LOCEAN un acteur incontournable de la recherche sur le climat et les océans polaires, seront d’autant plus efficaces que des synergies thématiques ou régionales (Austral, Arctique) pourront être mises en place.




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