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The Laboratory - Laboratoire d'Océanographie de Villefranche-sur-Mer
Unité Mixte de Recherche 7093 – CNRS/UPMC

Tutorship

UPMC

UPMC

CNRS

Also in the section

Key figures

 LOV members - June 2014 (87)

 

- 34 researchers and faculty teachers

- 22 technical and administrative people

- 9 Post-doctorants

- 8 contractual people

- 14 Ph.D. students

"Remote Sensing and Optics Applied to Marine Biogeochemistry" group projects

Projects of "Remote Sensing and Optics Applied to Marine Biogeochemistry" group


AtlantOS (du 01/04/2015 au 30/06/2019)

Optimizing and Enhancing the Integrated Atlantic Ocean Observing System

Description :

AtlantOS is a research and innovation project that proposes the integration of ocean observing activates across all disciplines for the Atlantic, considering European as well as non-European partners (referencing to "The Galway Statement on Atlantic Ocean Cooperation [1]", May 2013). The proposal applies the "Framework for Ocean Observing [2]" to the observing of the Atlantic. The overarching goal of AtlantOS is the integration of the so far loosely-coordinated set of existing ocean observing activities to a sustainable, efficient, and fit-for-purpose Integrated Atlantic Ocean Observing System (IAOOS). The IAOOS is to form the ocean in-situ observing backbone of the Copernicus Marine Monitoring system, which is the marine part of the European Earth Observation Programme.

Coordinateur : Martin VISBECK

Responsable local : Hervé CLAUSTRE (Equipe OMTAB)

Personnes impliquées : Fabrizio D'ORTENZIO, Edouard LEYMARIE, Grigor OBOLENSKY, Christophe PENKERC'H, Antoine POTEAU, Catherine SCHMECHTIG, Julia UITZ

Financement : CE-H2020

URL : Lien externe

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BAMA BIOAGROMED (du 01/03/2016 au 28/02/2018)

Evaluation du réseau Bio-Argo : étude d'un cas test en Mer Méditerranée

Description :

L’évaluation de futurs réseaux d’observations biogéochimiques a fait l’objet d’un premier projet soutenu par le GMMC en 2013, qui a permis de synthétiser les différentes métriques utilisées par la communauté scientifique française. La présente proposition s’appuie sur cette synthèse pour étudier en détails la performance de réseaux d’observations in-situ nouvellement mis en place avec l’avènement récent d’une composante biogéochimique au réseau mondial de flotteurs profileurs Argo : le programme BioArgo. Le plan de recherche pour l’évaluation de sa composante méditerranéenne se dérive suivant deux axes. Un premier volet s’appuie sur l’observation spatiale afin d’affiner les diagnostics de comparaison avec l’observation in-situ et d’offrir une meilleure contextualisation des données collectées par le réseau, notamment quantifier l’influence de processus de moyenne échelle. Le second volet s’appuie sur des expériences numériques utilisant les simulations de modèles couplés physique-biogéochimique sur l’emprise de la Mer Méditerranée afin de revisiter, sous forme d’études de sensibilité, les recommandations et les métriques de comparaison proposées dans un premier temps à partir de l’observation spatiale. De ces deux aspects, il en découlera des résultats intéressants dans l’utilisation conjointe de produits opérationnels (modèles de prévision, produits satellitaires) qui pourraient, s’ils sont jugés pertinents, être utilisés à l’échelle globale ou dans d’autres contextes que celui méditerranéen. Les résultats obtenus pour le réseau pilote BioArgoMed pourront dans une large mesure être transposés à la mise en place du réseau global BioArgo ou dans l’application à d’autres régions océaniques.

Coordinateur : Vincent TAILLANDIER

Responsable local : Vincent TAILLANDIER (Equipe OMTAB, Equipe SC)

Personnes impliquées : Fabrizio D'ORTENZIO

Financement : INSU - LEFE (GMMC)

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BOUSSOLE (démarré le 01/01/2000)

MERIS Calibration & Validation over the long term : the BOUSSOLE Project

Description :

The purpose of the BOUSSOLE project is to establish a time series of optical properties in oceanic waters, in support to bio-optics research, to calibration of ocean color satellite observations, and to validation of the products derived from these observations. The bio-optics research as well as the "match-up" analyses and vicarious calibration experiments are performed based on the data set that is being built from the permanent marine optical buoy and monthly cruises. The site where the mooring is deployed and where the cruises are carried out is located in the Ligurian sea, one of the sub-basins of the Western Mediterranean sea. This project has been named “BOUSSOLE", which is a French acronym meaning "BOUée pour l'acquiSition d'une Série Optique à Long termE". It is literally translated from French as the “buoy for the acquisition of a long-term optical series." "BOUSSOLE" is the French word for "compass". The BOUSSOLE Project is a continuous activity, which evolves over time to deal with the multitude of problems associated with long-term oceanic deployments, and this web site is to be seen as a snapshot of the present state of the activity and achievements. An overview of the different technical aspects is provided. It is just aimed at providing the minimum basic information that is needed for an overall understanding of what has been done and what is presently done in all segments of the project.

Coordinateur : David ANTOINE

Responsable local : Vincenzo VELLUCCI

Personnes impliquées : Marcel BABIN, Annick BRICAUD, Hervé CLAUSTRE, Fabrizio D'ORTENZIO, Emilie DIAMOND, Bernard GENTILI, Melek GOLBOL, Edouard LEYMARIE, Francis LOUIS, David LUQUET, Grigor OBOLENSKY, Joséphine RAS, Didier ROBIN, Vincent TAILLANDIER, Julia UITZ

Financement : CNES, ESA, ESA, ESA, NASA

URL : Lien externe

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CHROME (du 01/06/2015 au 30/06/2017)

Continuous and high resolution observation of the Mediterranean Sea.

Description :

The Mediterranean Sea is affected by important sources of stress driven by anthropogenic coastal activities and global change. Global change should bring important changes in marine habitats, from coastal to open waters, in seawater temperature, mixing and hydrodynamism. Those changes will be mainly linked to meteorological pulsed events such as stronger wind events, storms and temperature increase, lasting for only several days. Such changes directly affect the marine ecosystems, and particularly phytoplankton. Phytoplankton is composed of thousands of unicellular photosynthetic species able to divide at the daily/hourly scale. They represent only ~2% of the earth autotrophic biomass, but produce up to 50% of the earth oxygen, triggering the oceanic biological pump of carbon. They are at the basis of the marine food web, which means that community composition and succession scheme are defining the marine trophic status. Physical and chemical properties of the water column drive the phytoplankton community composition and their modification directly impacts the biogeochemical cycles. Up to now, sampling strategies regarding the phytoplankton community resolution were not able to properly consider its dynamics, leading to misunderstanding of the physical/biological relationships and to approximate estimations of its role in biogeochemical cycles. Recent advances in automated single cell analysis using remotely controlled flow cytometry enable to achieve high frequency (hourly scale, km scale) phytoplankton community analysis, in which the MIO researchers are leader. The present project is built to study (i) the influence of pulsed meteo-oceanographic events on the circulation at the mesoscale and sub mesoscale and on the phytoplankton community structure and (ii) the influence of phytoplankton structural heterogeneity on biogeochemical processes. Based on a long lasting collaboration between INSTM, MIO, SBR, LOG, LOV and I2M extended to INVG, the consortium will use a cost effective ship of opportunity (“Le Carthage”, Compagnie Tunisienne de Navigation) equipped with dedicated autonomous sensors for hydrological characterization (Ferrybox®) coupled with an automated flow cytometer (Cytosense®). “Le Carthage” ferry will cross the Western Mediterranean up to 4 times a week, from Tunis to Marseille and from Tunis to Gênes. The collected data will be integrated into databases available to the scientific community and for operational oceanography (EMODNET, MyOcean, FerryBox, SeaDataNet, Coriolis). This project will bring expected data to improve chlorophyll a estimation and phytoplankton detection (size, assemblages) from space (in collaboration with LOV and LOG laboratories) to extrapolate from ocean colour the phytoplankton community and its structural heterogeneity from spatial mesocale to interannual time scales in the Western Mediterranean basin. It will also allow hydrodynamics characterization (INSTM, MIO, INGV), Bayesian statistical models for oceanography (I2M), and biogeochemical modelling (MARS3D-ECO3M, MIO, INGV), to integrate the link between environmental evolution and events and phytoplankton community structure and its influence on biogeochemical processes at the Western Mediterranean basin scale. The observing platform, integrating the more traditional FerryBox measurements with flow cytometry will be the first one of this type in the Mediterranean and will be a springboard for integrating other specific sensors.

Coordinateur : Melilotus THYSSEN

Responsable local : Fabrizio D'ORTENZIO (Equipe OMTAB)

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GREEN EDGE (du 01/10/2014 au 30/09/2018)

Productivité biologique dans l'Océan Arctique: réponse passée, présente et future aux fluctuations climatiques, et impacts sur les flux de carbone, le réseau trophique et les communautés humaines locales

Description :

Le changement climatique a provoqué des modifications majeures des biotopes marins dans l'océan Arctique (OA). La diminution de l'étendue de la banquise durant l'été a entraîné une augmentation de 20% de la production primaire (PP) pan-arctique au cours de la dernière décennie. Les efflorescences de phytoplancton se produisent maintenant plus tôt au printemps dans plusieurs parties de l'OA. Dans d'autres régions, la structure de la communauté phytoplanctonique évolue vers des espèces plus petites, typiques de conditions oligotrophes, et quelques espèces rencontrées dans les eaux plus chaudes migrent désormais vers l'océan Arctique. Le bloom printanier de phytoplancton (BPP) qui se développe en marge de glace représente > 50% de la production primaire annuelle dans l’OA, et est généralement associée à un transfert important d'énergie vers les niveaux trophiques supérieurs, et à l'exportation de carbone vers les sédiments marins. En outre, la culture, la santé et l’économie des résidants du Nord sont étroitement associées aux ressources marines soutenues par le BPP. Le BPP Arctique se développe dans la zone de glace saisonnière, dont l'étendue pourrait atteindre l’ensemble de l’OA dès 2030. L’évolution du BPP dans ce contexte reste à être déterminée. S'étendra-t-il sur tout l’OA, pour ainsi contribuer à un écosystème plus productif? Les modifications des propriétés physiques de l'OA entraineront-elles plutôt une limitation du PBB? Comment répondra la biodiversité à ces changements? Pour être en mesure de répondre à ces questions, il est nécessaire de bien quantifier les processus physiques, chimiques et biologiques impliqués dans le pré-conditionnement, le développement et le déclin du BPP. Comme il s'agit d'un phénomène transitoire se produisant dans une région éloignée, complexe et hostile, notre compréhension du BPP et de tous les processus qui en découlent demeurent limitées. L'objectif général de ce projet de recherche est de comprendre la dynamique du BPP et de déterminer son rôle dans l’OA de demain, y compris vis-à-vis des populations humaines. Plus précisément, nous voulons 1) comprendre les principaux processus physiques, chimiques et biologiques qui régissent le BPP, 2) identifier les espèces clé de phytoplancton impliquées dans le BPP et modéliser leur croissance dans diverses conditions environnementales, et 3) prévoir au cours des prochaines décennies l’évolution du BPP et du transfert de carbone à travers le réseau trophique et vers les sédiments. Un événement BBP sera étudié au printemps 2015 dans la Baie de Baffin, de son apparition avant la fonte des glaces en avril jusqu’à son déclin dans la zone libre de glace en juillet. La distribution spatiale des propriétés physiques, chimiques et biologiques sera documentée à différentes échelles de temps et d’espace grâce à l’utilisation d’un ensemble de flotteurs-profileurs dérivants, de planeurs sous-marins, et d’un sous-marin autonome, tous équipés d’un éventail de capteurs physiques et bio-optiques. Des études de processus seront réalisées à partir d’un « camp de glace » et d’un brise-glace de recherche afin d’évaluer la croissance du phytoplancton, l’assimilation de nutriments et le transfert de carbone à travers la chaine trophique et vers les sédiments. Les espèces phytoplanctoniques clé seront isolées et cultivées en laboratoire dans le cadre d’expériences visant à déterminer leur réponse à des variations environnementales, et pour comprendre la succession d’espèces durant le BPP. Un modèle couplé physique-biologique sera optimisé afin de simuler le BPP dans l’OA et prédire les changements dans la communauté phytoplanctonique et dans la chaine trophique. En parallèle, les variations actuelles et passées du BPP seront documentées grâce à la télédétection et à une approche paléocéanographique. Finalement, des enquêtes et des échanges avec/auprès des communautés locales Inuit seront entreprises afin d’établir l’impact des variations du BPP sur la «sécurité alimentaire»

Coordinateur : Marcel BABIN

Responsable local : Hervé CLAUSTRE (Equipe OMTAB)

Personnes impliquées : David ANTOINE, Mathieu ARDYNA, Henry BITTIG, Annick BRICAUD, Edouard LEYMARIE, Marc PICHERAL, Joséphine RAS, Antoine SCIANDRA

Financement : ANR Défi 1 : Gestion sobre des ressources et adaptation au changement climatique

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HIGHROC (du 01/01/2014 au 31/12/2017)

HIGH spatial and temporal Resolution Ocean Colour

Description :

The HIGHROC European research project (2014-2017) aims at combining ocean colour satellite observations at high spatial and temporal scales to monitor the dynamics of suspended particulate matter in coastal waters. Satellite observations will notably include data recorded by the Sentinel-2 and 3 sensors and on board geostationary platforms (e.g., SEVIRI). The profect aims to develop ocean colour algorithms for French coastal waters based on existing bio-optical databases and regular field measurements carried out as part of the project. Field measurements will include the water apparent and inherent optical properties as well as the concentration, composition and size distribution of suspended particulate matter. The main task will be the development of regional algorithms for existing and future ocean colour sensors. A specific task will be to define then apply a specific protocol for the validation of high spatial resolution ocean colour satellite products in turbid coastal waters, in collaboration with the different partners of the project.

Coordinateur : Kevin RUDDICK

Responsable local : David DOXARAN (Equipe OMTAB)

Personnes impliquées : Bernard GENTILI, Edouard LEYMARIE, Anouck ODY

Financement : CE FP7

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HYPERMAQ (du 01/12/2016 au 30/11/2020)

Hyperspectral and multi-mission high resolution optical remote sensing of aquatic environments

Description :

RESEARCH PROGRAMME FOR EARTH OBSERVATION STEREO III The general objective of the HYPERMAQ proposal is to develop and test new algorithms for aquatic remote sensing of coastal and inland waters, using both hyperspectral and high resolution multispectral satellite data to provide more than “just” concentration of suspended particulate matter and chlorophyll and to provide concentration information at much higher spatial resolution than previously possible. Test sites focus particularly on turbid waters.

Coordinateur : Kevin RUDDICK

Responsable local : David DOXARAN (Equipe OMTAB)

Personnes impliquées : Edouard LEYMARIE

Financement : BELSPO

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MASSIMILI (du 01/02/2016 au 31/01/2018)

Development of a biogeochemical multi-data assimilation scheme to integrate BIO-ARGO data with ocean color data into CMEMS-MCFs

Description :

In MASSIMILI we aim to develop a multi-data assimilation framework to integrate Bio-Argo data with ocean colour data into the biogeochemical modelling systems of the CMEMS MFCs. We will start by qualifying the multi-data and multivariate biogeochemical datasets (Bio-Argo and ocean colour) to be used by the assimilation scheme. Then we will develop the numerical components of a new multi-data scheme which assimilates chlorophyll, nitrate and oxygen in the frame of the 3DVAR variational scheme already implemented in the biogeochemical component of the CMEMS MED-MFC. Finally, we will assess the impacts of the new multi-data assimilation scheme to the CMEMS biogeochemical products following a protocol of different tests, by adopting new skill performance metrics specifically developed in the project to validate the multi-data assimilation with selected observational datasets. The proposed activities of MASSIMILI will benefit the users by increasing the quality of the CMEMS biogeochemical products with a better quantification of the model errors. We will also contribute to the capacity building for CMEMS TACs and MFCs involved in biogeochemical multi-data use and assimilation. Further, MASSIMILI will provide feedback/suggestions on the efficiency/performances of the existing and future Bio-Argo networks.

Coordinateur : Gianpiero COSSARINI

Responsable local : Fabrizio D'ORTENZIO (Equipe OMTAB)

Personnes impliquées : Vincent TAILLANDIER

Financement : MERCATOR OCEAN

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MATUGLI (du 01/10/2014 au 31/01/2018)

Mesures Autonomes de la Turbidité côtière à l'aide de GLIders

Description :

Résumé: Ce projet traite d'une question clé concernant le milieu marin côtier: la caractérisation de la turbidité comme un indice de la clarté de l'eau dans les zones côtières à différentes échelles spatiales et temporelles. La turbidité est étudiée comme un proxy de la concentration des particules en suspension et de ses caractéristiques (taille, forme et nature). La turbidité est également un paramètre clé dans les zones côtières pour estimer la qualité de particules en suspension (sédiments, matières organiques et les contaminants) et son transfert depuis les bassins versants vers les bassins profonds. Actuellement, il y a peu d'observations récurrentes de la turbidité dans les eaux côtières, et aucune ne concerne l'observation de la turbidité de la colonne d'eau à de grandes échelles spatio-temporelles. La seule observation spatiale régulière de la turbidité provient de données de couleur de l'océan mesurée par satellite et ne permettent que l'évaluation de la turbidité de surface. Ce projet vise à tester une nouvelle manière de mesurer la turbidité, ainsi que le transport de particules en suspension dans la colonne d'eau dans les zones côtières. Il vise également à mesurer la variabilité de la turbidité à différentes échelles spatiales, de quelques mètres à plusieurs dizaines de kilomètres (plateau continental), et à différentes échelles temporelles, de quelques minutes à plusieurs jours. La stratégie est double: d'une part, la validation de capteurs optiques et acoustiques disponibles sur le marché installés sur des plates-formes côtières fixes existantes, et d'autre part un calibration/validation de ces mêmes capteurs vers des plates-formes mobiles, tels que les planeurs sous-marins autonomes communément appelés gliders. Des gliders côtiers sont disponibles et exploités par la Direction Technique de l'INSU à La Seyne-sur-Mer, en coordination avec les scientifiques. Nous avons effectués plusieurs déploiements avec succès en Méditerranée au cours des dernières années (voir site EGO, www.ego-network.org/). Récemment, le projet EC2CO TUCPA a permis de déployer avec succès des gliders dans la zone côtière des fleuves Têt et du Rhône, en fournissant des mesures novatrices de la turbidité des eaux peu profondes (30 à 200 m de profondeur). Cependant, ces gliders français sont sous-équipées pour mesurer la concentration des particules en suspension et leur transport, et il est nécessaire de les mettre à niveau en faisant un état de l'art des capteurs de turbidité et mesurant la vitesse du courant . Une évaluation des capteurs de turbidité optiques et acoustiques existants sur les plates-formes fixes sera faite au cours de la première phase du projet afin de déterminer l'ensemble de capteurs le plus approprié pour la quantification de la concentration de particules en suspension dans la zone côtière. A partir de mesures en laboratoire et in-situ , une comparaison des mesures optiques et acoustiques à différentes longueurs d'onde et fréquences sera menée pour comparer la réponse de ces capteurs à différentes concentrations de particules en suspension, natures et de tailles. Ensuite, des expériences in situ seront réalisées sur deux sites pilotes dans le golfe du Lion afin de tester les instruments en conditions réelles. La bouée POEM exploitée par la CEFREM en face dfleuve côtier Têt sur la côte Roussillon, est situé dans une zone caractérisée par une turbidité faible à moyenne (~ 1 - 10 mg L-1). La bouée de MESURHO gérée par l'IFREMER en face de l'embouchure du Rhône est situé dans une zone caractérisée par des valeurs de turbidité moyenne à forte (~ 10 à 100 mg L-1). Après validation en laboratoire et in situ des capteurs de turbidité, des capteurs similaires disponibles sur le marché seront installés sur un glider et testé sur les sections qui traversent le golfe du Lion. Les mesures seront utilisées pour valider les données satellites et ainsi que les modèles de transport sédimentaire. NR Programme Accompagnement spécifique des travaux de recherches et d’innovation défense. Axes thématiques : Environnement et géosciences (Principal) Ondes acoustiques et radioélectriques (Secondaire)

Coordinateur : François BOURRIN

Responsable local : David DOXARAN (Equipe OMTAB)

Financement : ANR ASTRID

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MEDITES (du 18/12/2013 au 31/12/2017)

Méditerranée : Diffusion des Techniques et des Sciences

Description :

Un projet structurant et fédérateur Ce projet, porté par l’Université Nice Sophia Antipolis, fédère les acteurs de la culture scientifique de l’académie de Nice. Sont associés aux 8 laboratoires de l’Université Nice Sophia Antipolis, l’Observatoire Océanologique de Villefranche-sur-Mer, l’INRA, l’Observatoire de la Côte d’Azur, l’INRIA, le laboratoire départemental du Lazaret, le musée de Terra Amata, le musée archéologique de la Ville de Nice ainsi qu’une dizaine de partenaires associatifs répartis sur le territoire académique. Il s’appuie également sur un réseau institutionnel fort grâce au soutien de l’Académie de Nice, de la DRRT PACA, de la Région Provence-Alpes-Côte-d’Azur, des conseils généraux, des villes ainsi que des communautés d’agglomération pour le développement des territoires. Aller à la rencontre des publics les plus éloignés de la culture scientifique Innovant, ce projet permet aux acteurs du monde scientifique et technique de rencontrer directement les jeunes, levant ainsi des freins financiers et d’éloignement géographique. Des parcours pédagogiques thématiques assureront une présence durable auprès des élèves (minimum 10 séances, à raison 2 heures minimum par semaine). Les séances alterneront disciplines scientifiques , observations, manipulations et travaux avec les chercheurs. Du matériel pédagogique sera laissé à disposition des établissements et de leurs professeurs. L’utilisation de l’outil numérique et de plateformes collaboratives facilitera l’accès à la culture scientifique pour ces publics. Les thématiques proposées seront : temps, histoire et évolution / terre, océan, univers / biodiversité / vivant, matière, technologie / sciences du numérique intégrant des thématiques communes : Images et Sons et Expérimentation Numérique interactive pour la diffusion scientifique.

Coordinateur : Anne-Sophie COLDEFY

Responsable local : Hervé CLAUSTRE (Equipe OMTAB)

Personnes impliquées : Martina FERRARIS, Thomas JESSIN, Antoine POTEAU, Carolyn SCHEURLE

Financement : PIA - Agence Nationale de Rénovation Urbaine, PIA - Agence Nationale de Rénovation Urbaine, PIA - Agence Nationale de Rénovation Urbaine

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MOM (du 02/04/2012 au 10/04/2017)

Mon Océan et Moi

Description :

L’océan est immense mais pas assez mis en valeur dans les écoles primaires, collèges et lycées. Les chercheurs de l’Observatoire de Villefranche sont partis de ce constat pour mettre en place le projet et sensibiliser les jeunes au rôle du « Grand Bleu » dans notre quotidien. Visant le grand public, le projet a pour objectif principal de faire partager certains aspects de la recherche en océanographie et en biologie marine. Mais les scolaires sont un public privilégié pour les chercheurs : à travers différentes thématiques, les porteurs de projets espèrent susciter de l’intérêt voire des vocations. Les premières thématiques abordent le phytoplancton marin, le zooplancton marin et l’observation des mers et des océans. Parallèlement à « Mon océan & moi », l’initiative « Adopt a float » sera également lancée. Les classes pourront ainsi adopter un robot sous-marin, le suivre pendant son voyage mais aussi participer aux observations collectées et aux recherches qui y sont associées. Un site internet dédié accompagne les professeurs et les médiateurs scientifiques pour leur permettre de préparer des interventions diversifiées et attractives grâce aux fiches Testé pour l’instant dans quelques collèges des Alpes-Maritimes, le projet « Mon océan & moi » a l’ambition de s’étendre à un maximum d’établissements. Le projet a été adopté par la Commission océanographique intergouvernementale de l’UNESCO, et devrait pouvoir se développer, notamment à l’international

Coordinateur : Hervé CLAUSTRE

Responsable local : Carolyn SCHEURLE (Equipe OMTAB, Equipe SC)

Personnes impliquées : Marie BARBIEUX, Laurent COPPOLA, Isabelle COURTOIS, Emilie DIAMOND, Linda FERE, Martina FERRARIS, Jean-Pierre GATTUSO, Frédéric GAZEAU, Lionel GUIDI, Jean-Olivier IRISSON, Thomas JESSIN, Léo LACOUR, Louis LEGENDRE, Rodolphe LEMéE, Fabien LOMBARD, Laure MAUGENDRE, Nicolas MAYOT, Christophe MIGON, Paul NIVAL, Grigor OBOLENSKY, Emanuele ORGANELLI, Orens PASQUERON DE FOMMERVAULT, Christophe PENKERC'H, Antoine POTEAU, Sophie RABOUILLE, Raphaëlle SAUZèDE, Antoine SCIANDRA, Vincent TAILLANDIER, Julia UITZ, Vincenzo VELLUCCI

Financement : CG 06, CG 06, CG 06, CG 06, CG 06, CG 06

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NAOS Tranche 2 (du 22/02/2011 au 31/12/2019)

Novel Argo Ocean observing System

Description :

L’enjeu de NAOS est de mettre en place une véritable surveillance de l’ensemble des océans et de renforcer l’excellence française dans l’observation et la prévision de l’océan et du climat. L’objectif du projet est de consolider la participation française et européenne au réseau international Argo de flotteurs profilants et d’anticiper les évolutions du réseau pour la prochaine décennie. Les flotteurs Argo sont des petits robots autonomes qui mesurent en temps réel la température et la salinité des océans de la surface à 2000 mètres de profondeur. NAOS va permettre de développer la prochaine génération de flotteurs Argo. Ces flotteurs seront plus intelligents, capables d’embarquer de nouveaux capteurs (en particulier pour la biogéochimie) et d’aller vers les plus grandes profondeurs. C’est essentiel pour améliorer notre connaissance du rôle de l’océan sur le climat. NAOS résulte d’un partenariat fort entre l’IFREMER, l’UPMC (co-porteur), le CNRS (INSU), le PRES UEB (UBO/IUEM), le SHOM et deux entreprises privées: CLS pour les aspects de télécommunications par satellite et la PME NKE qui est en charge de la commercialisation des flotteurs français Argo. L'objectif de NAOS est de consolider et d'améliorer la contribution française à Argo et de préparer les prochains défis scientifiques pour Argo. La France est le leader de l’infrastructure de recherche européenne Euro-Argo qui organise et fédère les contributions européennes à Argo. Euro-Argo fait partie de la feuille de route ESFRI européenne sur les grandes infrastructures de recherche. Il va évoluer en 2011 vers une organisation et structure légale européenne pérenne (Euro-Argo ERIC) dont le siège sera localisé en France (Brest). Euro-Argo et sa composante française (Argo France) fait partie de la feuille de route nationale sur les très grandes infrastructures de recherche. NAOS est conçu comme un complément à Argo France et à l'Euro-Argo ERIC.

Coordinateur : Pierre-Yves LE TRAON

Responsable local : Fabrizio D'ORTENZIO (Equipe OMTAB)

Personnes impliquées : David ANTOINE, Marcel BABIN, Marie BARBIEUX, Annick BRICAUD, Hervé CLAUSTRE, Laurent COPPOLA, Edouard LEYMARIE, Christophe MIGON, Grigor OBOLENSKY, Christophe PENKERC'H, Antoine POTEAU, Louis PRIEUR, Lars STEMMANN, Vincent TAILLANDIER, Julia UITZ

Financement : PIA - EQUIPEX

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OUTPACE (du 01/10/2014 au 30/09/2018)

Sequestration océanique du CO2 et fixation d’azote atmosphérique dans l'océan oligotrophe (campagne océanographique OUTPACE)

Description :

Le fonctionnement et la productivité des systèmes oligotrophes, ainsi que le rapport entre production et minéralisation dans ces régions, sont encore sujets à débat. Initialement considérés comme des déserts biologiques, il a été récemment démontré que ces systèmes peuvent largement contribuer à l’exportation de carbone organique. Une compréhension approfondie de ces écosystèmes très vastes est nécessaire si l’on veut pouvoir les caractériser et prédire d’éventuelles modifications liées aux changements environnementaux. Ce projet a pour objectif de donner une description zonale de la biogéochimie et de la diversité biologique dans la Pacifique tropical SW le long d’un gradient de disponibilité nutritive, et de produire une étude détaillée de la production biologique et de son devenir dans 3 sites contrastés, avec une attention particulière pour la production supportée par la fixation d’azote. Nous voulons déterminer si les processus de production de matière organique, de re-minéralisation et d’exportation sont différents dans ces sites; et si ils le sont, déterminer comment ces différences sont reliées avec la diversité/fonction des organismes fixateurs d’azote. La comparaison entre différents sites le long d’un gradient longitudinal de disponibilité nutritive devrait nous procurer un nouvel aperçu pour identifier et comprendre les interactions fondamentales entre biogéochimie marine et écosystèmes. Nous allons nous focaliser sur plusieurs questions d’intérêt actuel concernant le couplage/découplage des processus d’apports et de pertes de carbone et d’éléments nutritifs dans la couche éclairée. Ces processus contrôlent la structure et la fonction des communautés planctoniques, et finalement, la capacité de l’océan à piéger du carbone par voie biologique. Nous allons étudier le fonctionnement de chaque écosystème dans des conditions physiques décrites par des nouvelles approches combinant la localisation satellitale à l’utilisation de flotteurs dédiés pour un suivi lagrangien des masses d’eau, et finalement, à partir d’approches expérimentales et de modélisations, examiner le rôle des diazotrophes dans chaque écosystèmes. Les objectifs scientifiques seront atteints grâce à la réalisation de 6 tâches complémentaires et à une collaboration internationale entre des physiciens, des biologistes et des biogéochimistes ayant des expertises en physique, chimie, optique, biogéochimie, microbiologie, écologie moléculaire, génétique et modélisation océaniques. La stratégie générale du projet combinera des approches expérimentales et de modélisation. La partie expérimentale est basée sur la réalisation d’une campagne océanographique de 45 jours à bord du N/O L’Atalante dans le Pacifique SW en 2015. 18 stations SD dites de courte durée (8 h) et 3 stations LD dites de longue durée (7 jours) seront réalisées le long d’un transect. Les stations SD permettront une caractérisation zonale de la biogéochimie et de la diversité biologique du nord de la Nouvelle Calédonie au bord ouest de la gyre du Pacifique sud (Tache 1). Le suivi en station LD permettra une étude de processus dans des conditions oligotrophes et de fixation d’azote contrastées en suivant une approche lagrangienne pour une caractérisation 3D de la couche de surface (Tache 2). Durant les stations LD, une acquisition à haute fréquence de variables physiques, optiques, biogéochimiques et biologiques sera réalisée. Nous allons quantifier la production primaire/secondaire ainsi que son devenir (tache 3), et la reminéralisation et l’export de matière organique (tache 4) en mesurant les stocks/flux d’éléments biogènes (C,N,P,Si) ainsi que les organismes responsables de ces flux. Une approche multi-échelle de modélisation est proposée (tache 5) dont l’objectif est de compléter les observations avec des données analysées afin de mieux comprendre les interactions entre les cycles biogéochimiques des éléments biogénes et la dynamique du réseau trophique dans les régions marines oligotrophes.

Coordinateur : Thierry MOUTIN

Responsable local : Hervé CLAUSTRE (Equipe OMTAB)

Personnes impliquées : John,R DOLAN, Lionel GUIDI, Cécile GUIEU, Justine LOUIS, Marc PICHERAL, Joséphine RAS, Lars STEMMANN

Financement : ANR Défi 1 : Gestion sobre des ressources et adaptation au changement climatique

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PEACETIME-OC (dates à venir ...)

PEACETIME-OC

Description :

La télédétection satellitaire de la couleur de l’océan permet d’estimer la concentration en chlorophylle a (Chl) – le proxy de la biomasse phytoplanctonique – dans la couche océanique de surface avec une couverture quasi-synoptique. Outre la Chl, elle donne accès à divers produits d’intérêt biogéochimique tels que la production primaire, la biodiversité du phytoplancton (composition taxinomique et structure de taille), la taille des particules, ou encore le stock de carbone organique particulaire. La télédétection de la couleur de l’océan est ainsi devenue l’un des outils les plus puissants et exploités en biogéochimie marine. Il apparaît donc essentiel de réduire les incertitudes sur ces produits biogéochimiques dérivés et d’améliorer leur qualité et leur pertinence. Certaines régions présentent des propriétés optiques particulières (on parle d’anomalies bio-optiques) qui induisent des incertitudes considérables sur les produits biogéochimiques dérivés des observations de la couleur de l’océan. C’est le cas de la Méditerranée, notamment en zone/période d’oligotrophie prononcée. Plusieurs facteurs ont été proposés pour expliquer le statut bio-optique atypique de la Méditerranée. Néanmoins aucun mécanisme n’a été clairement identifié, ce qui limite considérablement la possibilité de quantifier l’erreur associée aux produits biogéochimiques dérivés de la couleur de l’océan et d’améliorer les algorithmes. D’une part, la stratégie de terrain (saison et transect de la campagne) et les collaborations (communautés océan et atmosphère) mises en jeu par le projet de grande envergure PEACETIME en font un cadre unique pour aborder la question des anomalies bio-optiques de la Méditerranée (l’une des hypothèses privilégiées concerne le rôle des poussières désertiques) et leurs impacts sur les produits biogéochimiques satellitaires. D’autre part, le projet PEACETIME constitue une excellente opportunité pour développer l’exploration de nouveaux produits biogéochimiques applicables aux futures missions couleur 3 de l’océan géostationnaires (OCAPI) et hyperspectrales (e.g. PACE).

Coordinateur : Julia UITZ

Responsable local : Julia UITZ (Equipe OMTAB)

Personnes impliquées : Annick BRICAUD, Hervé CLAUSTRE, Bernard GENTILI, Cécile GUIEU, Edouard LEYMARIE, Antoine POTEAU

Financement : CNES

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PONDER (du 01/07/2016 au 30/11/2018)

Utilisation de mesures in situ acquises pour validation des produits satellites Pléiades

Description :

Acquisition de mesures in situ pour comparaison avec produits satellites fournis par le PI du projet, validation des produits satellites sur deux sites d'étude français : embouchure du Rhône et estuaire ed la Gironde. Participation à des meetings et réunions de projets, dissémination des résultats obtenus Acquisition de mesures optiques et biogéochimiques in situ, contrôle qualité des données, match-up avec données satellites

Coordinateur : Quinten VANHELLEMONT

Responsable local : David DOXARAN (Equipe OMTAB)

Financement : BELSPO

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SENTINELLES66 (du 12/04/2016 au 11/04/2019)

66° SENTINELLES DE L'OCEAN POLAIRE

Description :

Les océanographes se lancent un défi inédit : explorer, à l’aide de robots flotteurs-profileurs, les eaux sous la glace de l'Antarctique, pour en comprendre le fonctionnement. Ces zones sont très exposées au changement climatique et contribuent à la régulation de notre climat. Réaliser des mesures uniques dans ces conditions extrêmes est un challenge à relever pour cerner le rôle et le fonctionnement des océans polaires.

Coordinateur : Hervé CLAUSTRE

Responsable local : Hervé CLAUSTRE (Equipe OMTAB)

Personnes impliquées : Mathieu ARDYNA, Marie BARBIEUX, Edouard LEYMARIE, Antoine POTEAU, Carolyn SCHEURLE

Financement : Fondation UPMC

URL : Lien externe

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SOCLIM (du 31/10/2014 au 31/12/2018)

Southern Ocean and Climate : a field study with Innovative Methods

Description :

L’Océan Austral a un rôle très important sur le climat de la planète. Tout d’abord par sa situation géographique qui en fait le cœur de l’océan mondial (lien entre les océans Atlantique, Pacifique, Indien) dont il refroidit d’environ 2°C plus de la moitié du volume. Ensuite parce qu’une grande partie des 50% des émissions anthropiques de CO2 qui sont absorbées par les océans le seraient par les eaux froides mais pauvres en phytoplancton de l’Océan Austral. Aujourd’hui, ces mécanismes naturels pourraient être perturbés par les bouleversements climatiques liés aux activités humaines. Par exemple, les vents dans cette région du globe sont plus forts qu’auparavant et intensifient les apports d’eaux profondes à la surface de l’océan, libérant le CO2 qu’il contient. Cependant, beaucoup d’autres conséquences restent difficiles à prédire car nos connaissances sur cet océan sont encore très incomplètes. Son manque d’accessibilité due à son éloignement et ses conditions météorologiques extrêmes ont fortement limité les expéditions scientifiques jusqu’à présent. Une équipe composée de chercheurs du Laboratoire d’Océanographie Microbienne, du Laboratoire d’Océanographie de Villefranche et du Laboratoire de Météorologie Dynamique, avec la participation du Laboratoire d’Océanographie et du Climat, Expérimentation et Approches Numériques, va tenter une nouvelle approche pour collecter des données inédites sur cet océan. En déployant une nouvelle génération d’instruments développés récemment, ils documenteront les principaux processus : échanges de chaleur et de carbone entre l’atmosphère et l’océan, mécanismes de stockage/séquestration du CO2 dans l’océan… Le projet SOCLIM (Southern Ocean and Climate), est coordonné par Stéphane Blain (LOMIC, Banyuls), Hervé Claustre (LOV, Villefranche) et Sabrina Speich (LMD, Paris)

Coordinateur : Séphane BLAIN

Responsable local : Hervé CLAUSTRE (Equipe OMTAB)

Personnes impliquées : Marie BARBIEUX, Lionel GUIDI, Thomas JESSIN, Louis LEGENDRE, Edouard LEYMARIE, Grigor OBOLENSKY, Christophe PENKERC'H, Antoine POTEAU, Carolyn SCHEURLE, Catherine SCHMECHTIG, Sabrina SPEICH, Julia UITZ

Financement : BNP FONDATION

URL : Lien externe

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SunRISE (du 01/02/2015 au 31/01/2017)

Flux sédimentaires, turbidité et intégrité des fonds pour la Stratégie pour le Milieu Marin

Description :

The goal of this project is to gather the national and international experts to be solicited in order to fully address the issues regarding sediment fluxes at a regional scale. It will create a missing link between the different scientific communities working from the continental or coastal sediment source to the continental shelf, from the “observation” world to the “modelling” world as well as the “technical” world. Shared projects and objectives are the best way to motivate true collaborations between specialties that may seem, from afar, to fall under the same disciplinary field (“sediment dynamics”), but that actually exhibit a vast diversity of approaches and expertise depending on the investigated time scale or space scales. The SunRISE network will build a scientific environment where researchers will share advances on measurement devices and techniques, sedimentary processes, integrative numerical models, and monitoring approaches. Through the construction of international proposals, this network will foster in particular a French leadership in addressing some of the WFD and MSFD issues. Little attention has been paid to the regional investigation of sediment flux dynamics in the marine environment. Past investigations were usually restricted to fairly local areas, and lacked integrative “source to sink” type approaches. These limitations result from the overall sediment dynamics complexity: the rigorous assessment of these fluxes requires understanding transport processes of mineral particles in the water column as well as their behaviour in the seabed, oftentimes under the influence of biota (impacting flocculation processes, resuspension capacities and consolidation within the sediment). Investigating sediment fluxes from their continental source to the shelf still requires advanced research dedicated to the improvement of measurement techniques (particularly for sand transport, but also to qualify optic and acoustic devices) as well as the improvement of modelling approaches. The overall assessment of turbidity and sediment fluxes should also rely on the use and improvement of existing monitoring networks in coastal environments. Sediment fluxes assessment is a key point in order to investigate coastal morphological evolutions and/or habitat changes. Morphodynamics in urbanized areas has become a particularly sensitive topic under increased climate change stress (sea-level rise, wave climate change, modification in the hydraulic regime of drainage basins due to modified rainfall), but also under the stress of increased human impact (river management and damming, dredging, marine aggregate extraction, aquaculture, fishing, offshore renewable energy farms), which may all change sediment inputs from the continent and the conditions of sediment remobilisation and transport in the coastal zone. Moreover, fine sediments resuspension cannot be disconnected from the induced turbidity, hence from the primary production in coastal environments. In this document, the term “sediment fluxes” will thus be understood in the sense of i) long-shore or cross-shore sediment fluxes, from the continent to the shelf, ii) the related evolutions in bottom sedimentary coverage (links with the seafloor integrity), turbidity (links with the euphotic depth and primary production), and morphology (links with bathymetric and/or hydrodynamic changes, cf. coastal erosion issues).

Coordinateur : Florence CAYOCCA

Responsable local : David DOXARAN (Equipe OMTAB)

Financement : ANR Défi 1 : Gestion sobre des ressources et adaptation au changement climatique

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SYNSEN PFT (du 01/12/2014 au 31/01/2018)

SciSenergy Study 4 : Phytoplankton Functional Types

Description :

To overcome the short-comings of current multi-spectral PFT products (supplying either knowledge on dominant groups or size fractions only, data products with strong linkage to a-priori-information) and PhytoDOAS data products (with only low temporal and spatial coverage), the project's objective is a substantial improvement of retrieving phytoplankton groups with defined accuracy and good spatial and temporal coverage. This shall be done by developing a synergistic product which contains the Chl-a (biomass) of several PFT by using complementary information from multi- and hyper-spectral satellite ocean colour data. This algorithm can be later applied to produce a synergistic PFT product from TROPOMI (on Sentinel-5-Precursor, Sentinel-4, Sentinel-5) and OLCI (on Sentinel-3).

Coordinateur : Astrid BRACHER

Responsable local : Annick BRICAUD (Equipe OMTAB)

Personnes impliquées : Bernard GENTILI

Financement : ESA

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TTC (du 01/04/2016 au 31/03/2018)

Télédétection de la Taille et Composition des particules en suspension dans les estuaires et panaches fluviaux – Etude exploratoire

Description :

Le premier objectif de ce projet consistera à déterminer l’information qui peut être extraite du signal de réflectance de l’eau dans un panache fluvial en termes de distribution de taille des particules en suspension. Il s’agira de mettre en relation les variations spectrales de la réflectance de l’eau et du coefficient de rétrodiffusion particulaire avec la distribution de taille des MES. Ce travail se basera sur des calculs théoriques (transfert radiatif et théorie de Mie) et des mesures in situ. Des algorithmes d’inversion de la réflectance de l’eau existant (e.g., GSM et QAA) seront également testés et confrontés à des mesures in situ. Le deuxième objectif consistera à déterminer l’information qui peut être extraite du signal de réflectance de l’eau dans un panache fluvial en terme de composition (teneur en matière organique et en métaux traces). Le travail s’appuiera également sur des calculs théoriques (transfert radiatif et théorie de Mie) et des mesures in situ exhaustives des propriétés physico-chimiques des particules en suspension et des propriétés optiques (coefficients d’absorption et rétrodiffusion particulaires, réflectance de l’eau) des eaux échantillonnées. Des algorithmes empiriques (e.g., Doxaran et al. 2005) et semi-analytiques seront développés. Le troisième objectif consistera à appliquer aux mesures satellitaires les nouveaux algorithmes développés afin (i) d’estimer les flux solides (matières en suspension, matière organique et métaux traces à l’embouchure des fleuves étudiés et (ii) d’assurer un suivi de la composition et distribution de taille des MES le long des panaches fluviaux, depuis la partie aval du fleuve jusqu’aux limites du panache. Les observations satellitaires seront limitées aux eaux de surface (typiquement des deux premiers mètres sous l’interface air/eau mais des mesures in situ profilantes sur l’ensemble de la colonne d’eau permettront de caractériser et comprendre le transport 3D (advection, chute) et les transformations (floculation, adsorption/désorption) subies par les particules en suspension. Un des aspects les plus originaux de l’étude sera de développer un suivi par télédétection du transport en suspension sur un continuum fleuve / embouchure / panache fluvial. Le site dé’tude de référence sera le Rhône du fait de l’importance de ce fleuve à l’échelle régionale, de l’expertise sur ce site et des projets collaboratifs déjà en cours. Un autre aspect original sera d’étudier pour la première fois par télédétection, avec une résolution spatiale suffisante, des fleuves dits « côtiers » ; les deux fleuves considérés seront le Var et le Paillon, deux fleuves à proximité du LOV qui seront régulièrement être échantillonnés en utilisant le nouveau bateau de station.

Coordinateur : David DOXARAN

Responsable local : David DOXARAN (Equipe OMTAB)

Personnes impliquées : Thierry BLASCO, Aurélie DUFOUR, Christophe MIGON, Nathalie VIGIER

Financement : CNES

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LOV - 2014