Océanographie - Définition

Navire de recherche/plateforme d'instruments, utilisé depuis 1962

L’océanographie (de " océan " et du grec γρ?φειν / gráphein, écrire) est l'étude des océans et des mers de la Terre. Les océanographes étudient un très grand nombre de sujets, incluant la tectonique des plaques, les grands cycles biogéochimiques, les courants océaniques ou encore les organismes et les écosystèmes marins ou encore les liens entre océans et modifications climatiques. Ces domaines variés reflètent la multitude de disciplines que les océanographes intègrent afin de comprendre l'interdépendance qu'il existe entre la biologie, la géologie, la météorologie et la physique de l'océan.

On distingue l'océanographie de l'océanologie, qui concerne l'utilisation de l'océanographie appliquée à l'exploitation des ressources océaniques et à la protection des environnements marins.

Branches de l'océanographie

On distingue cinq grandes branches de l'océanographie:

• La biologie marine (ou l'écologie marine) qui étudie la faune et la flore des océans ainsi que leurs interactions écologiques;
  • L'Ichtyologie, la science qui étudie les poissons
• L' océanographie chimique étudie la chimie des océans;
• La géologie marine étudie la géologie du fond des océans dont la tectonique des plaques;
• La météorologie marine étudie les interactions entre l'atmosphère et l'océan; et
• L' océanographie physique étudie les caractéristiques physiques de l'océan (telles que la structure thermohaline, les vagues, les marées et les courants marins).

Ces différentes branches montrent que souvent les océanographes ont d'abord étudié les sciences exactes.

Brève histoire de l'océanographie

Par nature, l'exploration des océans a été longue et difficile et n'a débuté qu'il y a seulement quelques siècles avec le développement de la navigation et des premières grandes explorations lointaines. Jusqu'à une période récente, seuls les navires apportaient l'essentiel des connaissances de ce milieu, mais les données étaient dispersées dans le temps et l'espace.

Les premières investigations étaient limitées à la surface et aux quelques créatures que les pêcheurs attrapaient mais lorsque Bougainville et Cook mènent leurs explorations, les mers elles-même sont une part de leur rapport.

A la fin du 18^èmesiècle et au début du 19^ème, James Rennell a écrit les premiers textes scientifiques sur les courants dans les océans Atlantique et Indien. Sir James Clark Ross procèda aux premiers sondages modernes des mers profondes en 1840 et Charles Darwin publia un article sur les récifs et la formation des atolls.

On découvrit la pente abrupte au-delà du plateau continental en 1849. Matthew Fontaine Maury publia, en 1855, le premier texte que l'on peut qualifier d'océanographique, Physical Geography of the Sea (Géopraphie Physique de la Mer). Trois ans plus tard, en août 1858, la pose réussie du premier câble télégraphique transatlantique, grâce aux travaux du lieutenant M. F. Maury, confirme la présence d'une dorsale sous-marine au milieu de l'océan.

Dans la seconde moitié du 19^ème siècle, les sociétés scientifiques reçoivent et traitent un flot de nouvelles observations terrestres et maritimes et les spécialistes d'histoire naturelle en Europe pressentent le besoin d'informations autres qu'anecdotiques sur les océans.

L'océanographie devint une science quantifiables en 1872 lorsque les écossais Charles Wyville Thompson et John Murray ont mis en branle l'expédition Challenger(1872-76). D'autres nations européennes et américaines envoyèrent des missions scientifiques, aussi bien des particuliers que des institutions.

Depuis une trentaine d'années, les techniques d'observations spatiales ont permis des progrès considérables en apportant une nouvelle capacité de surveiller globalement les océans, de manière permanente et instantanée : par mesure de la topographie des mers (on parle alors d'hydrographie) et de son évolution temporelle, par celle des vagues, de la température de surface et des indicateurs biologiques, par collecte de données océanographiques mesurées in situ à bord de bouées et de bateaux, etc.

L'altimétrie satellitale, aujourd'hui au centre de l'activité d'océanographie spatiale, est une technique spatiale permettant de mesurer le relief des océans, mise au point dans les années 1970 puis 1980, et qui a vu ses capacités décuplées en termes de précision et de couverture spatio-temporelle. Ces progrès ont été notamment obtenus grâce aux données du satellite franco-américain TOPEX/Poséidon lancé par la fusée Ariane en août 1992. Aujourd'hui, le successeur de ce dernier satellite désormais à la retraite (lien), est Jason-1, premier satellite de ce qui devrait devenir une véritable filière spatiale en matière de suivi océanographique à long terme.

Outre cet aspect d'observation et d'analyse des mesures in situ, un autre grand domaine de l'océanographie est l'étude théorique des processus physiques mis en jeu: on parle d'océanographie physique. Cela se traduit par l'écriture et la résolution d'un jeu d'équations plus ou moins simplifiées représentant les écoulements géophysiques rencontrés dans l'océan. Ces équations, dites équations de Navier-Stokes, souvent très complexes, ne peuvent pas toujours être résolues analytiquement par les méthodes mathématiques classiques, d'où le recours massif à l'utilisation de codes numériques nécessitant une grande puissance de calcul. L'apparition de super-calculateurs offrant de plus en plus de puissance a provoqué un développement intensif de l'usage des codes numériques en océanographie dans les 20 dernières années. Ainsi sont apparus des modèles (lien) représentant l'océan mondial et ayant pour but une compréhension globale de la circulation océanique.

Océan et atmosphère

Les océans jouent un rôle fondamental dans l'équilibre thermique de la Terre et leur interaction avec l'atmosphère est la clef de l'évolution du système climatique. Ce système ressemble à une immense machine thermique dont les mécanismes sont basés sur les échanges entre les circulations atmosphériques (les vents, par exemple la Mousson) et océaniques (les courants, comme par exemple El Niño), qui contribuent pour des parts comparables au transport et à la redistribution d'énergie des régions tropicales vers les régions polaires. Les océans sont donc en quelque sorte un thermostat régulateur du climat. De plus, ils possèdent d'immenses capacités d'absorption de composants chimiques, comme le dioxyde de carbone à l'origine de l'effet de serre, qui obligent enfin à considérer l'ensemble " océan-atmosphère ".

Océanographes célèbres

• Vagn Walfrid Ekman
• Walter Munk
• Tad Murty
• Henry Stommel
• Harald Sverdrup
• Jacques-Yves Cousteau