Flotteurs biogéochimiques de profondeur : les nouveaux scanners de notre poumon océanique ?

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Contrairement aux idées reçues, les forêts ne constituent pas l’unique poumon de notre planète. Les océans figurent parmi nos principaux alliés dans la lutte contre l’effet de serre. Le phytoplancton présent en grande quantité dans les océans absorbe le CO2 par photosynthèse [1] , et produit de l’oxygène. Il est à ce titre considéré comme l’autre poumon de notre planète. La compréhension du cycle de vie des phytoplanctons est donc un important sujet d’intérêt pour les océanographes du monde entier.

L’océan Atlantique Nord connaît les floraisons de phytoplancton les plus importantes au monde. L’étude des conditions physiques, chimiques et biologiques de la prolifération de sa population en phytoplancton a donné jusqu’à présent des résultats contradictoires. Certaines études comme celles menées par D.A. Siegel [2] de l’Université de Californie Santa Barbara et A. Obata [3] de l’Institut de recherches météorologiques de Tsukuba, au Japon, ont montré que l’augmentation spectaculaire de la biomasse du phytoplancton a lieu au printemps alors que d’autres études comme celle de M.J. Behrenfeld [4] de l’Université d’état de l’Orégon montrent que bien que difficilement détéctable, une partie de la croissance des populations de phytoplancton peut être observée dès le début de l’hiver.

Les observations étaient jusqu’alors satellitaires, et la mesure « en surface » des nuances vertes des océans, étaient utilisées comme mesure de la présence de phytoplanctons riches en chlorophylle. Cependant ces méthodes d’imageries ne permettent pas de quantifier la présence de phytoplanctons en profondeur. De plus, les mesures en surface sont susceptibles d’être entravées par la présence de nuages. La collaboration entre une équipe française dirigé par Hervé Claustre chercheur au LOV (Laboratoire d’Océanographie de Villefranche) et Raffaele Ferrari, Professeur au Massachussetts Institute of Technology a permis de contourner cette difficulté.

L’équipe d’Hervé Claustre a développé un nouveau moyen d’observation robotisé : le flotteur biogéochimique de profondeur. Ce système a été inspiré des flotteurs de profondeur utilisés depuis les années 1990 pour la mesure des températures et des taux de salinité des eaux. Le LOV a augmenté leur capacité en les équipant :
- de capteurs collectant des informations sur la vie et les conditions biologiques de la zone d’intérêt ;
- d’un système hydraulique qui se gonfle ou se dégonfle, permettant son déplacement vertical ;
- et d’une antenne satellite favorisant l’envoi des instructions aux robots et la transmission des données aux chercheurs.

Neuf modèles de ces flotteurs robotisés ont été déployés de 2013 à 2016 dans l’Atlantique Nord, fonctionnant sans interruption. Les résultats de cette étude ont été publiés le 15 janvier dernier et apportent une description détaillée de l’évolution de la population des phytoplanctons au cours des saisons. Les partenaires ont ainsi démontré que de courtes accélérations de la croissance du phytoplancton dans les mois les plus froids ne constituaient pas le point de départ de la floraison. La floraison en tant que telle se déclenche et explose au printemps lorsque les eaux de surface sont moins agitées et que la lumière solaire augmente.

Cette nouvelle catégorie de robots a ainsi permis d’étudier pour la première fois un cycle complet de croissance du phytoplancton dans l’Atlantique Nord. Ces flotteurs sont depuis devenus des outils essentiels du programme international d’observation Biogeochemical-Argo, lancé en 2016 pour l’étude de l’impact du changement climatique sur les mers.

La robotique marine et sous-marine n’en est encore qu’à ses débuts. Nul doute que la R&D dans cette discipline ne cessera d’évoluer pour une meilleure connaissance et une exploitation plus aisée de ce milieu souvent difficilement accessible par l’Homme.


Rédacteur
- Nadia Benallal, Attachée adjointe pour la Science et la Technologie, Consulat Général de France à Boston, deputy-inno@ambascience-usa.org

Sources :

https://lejournal.cnrs.fr/articles/le-printemps-des-robots-oceaniques
https://www.nature.com/articles/s41467-017-02143-6