Shin Tani : Comprendre les océans est bien plus qu’un exercice académique

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Shin tani
08 Juin 2016

« Nous en savons plus sur la topographie de Mars que sur les fonds marins de la Terre », explique Shin Tani, « alors que les océans ont un impact beaucoup plus important sur notre quotidien que la surface de Mars ». Mais aujourd’hui, nous avons la capacité de cartographier le plancher océanique mondial dans les moindres détails, et c’est un élément crucial pour la prévision des tsunamis, les ressources halieutiques, le transport de sédiments, le changement environnemental, l’extraction minérale, et bien d’autres secteurs.

A l'occasion de la Journée mondiale de l’océan (le 8 juin), Grand angle donne la parole au vice-amiral Shin Tani, coorganisateur du Forum sur la future cartographie du plancher océanique à Monaco du 15 au 17 juin 2016.

Nous en savons plus sur la topographie de Mars que sur le plancher océanique de la Terre, notamment parce que des ressources ont été plus facilement allouées à l’exploration de la surface d’autres planètes, mais aussi parce que la cartographie subaquatique est une entreprise difficile, particulièrement en grandes profondeurs.

L’eau absorbe, reflète et réfracte la lumière au point qu’il est difficile d’y « voir » à travers avec des médias visuels à plus de quelques dizaines de mètres. Des pans énormes des océans sont encore mal cartographiés, et c’est notamment le cas pour les régions en retrait des zones côtières et nationales. Les environnements tels que les banquises polaires et les océans couverts de glace sont aussi méconnus aujourd’hui que l’océan profond l’était pour les pionniers de la cartographie océanique il y a plus de cent ans.

Mais aujourd’hui, avec l’avènement de la cartographie par satellite et grâce aux avancées dans la télédétection, nous avons accès à un ensemble de technologies toujours plus étendu, qui permet de cartographier le plancher océanique mondial en détail. Néanmoins, cela demande du temps, de l’investissement et de la coordination.

En particulier, la responsabilité incombe à la communauté scientifique d’expliquer au public et aux organismes de financement pourquoi la bathymétrie, l’étude de la profondeur et de la topographie des fonds marins, mérite plus d’attention.


Photo : représentation schématique du brise-glace suédois Oden, cartographiant à l’aide d’un sonar multifaisceaux et d’un sondeur du sous-sol marin
© Martin Jakobsson

A quoi sert la bathymétrie

Il n’est pas difficile de justifier l'allocation de plus de ressources à la cartographie océanique : les océans sont des régions aussi fascinantes et difficiles d'accès pour les humains que d'autres environnements de la Terre ou de l'Univers, si ce n’est plus. A en juger par les expériences passées, ils nous réservent de nombreuses surprises. De surcroît, les océans ont un impact bien plus direct sur notre quotidien que la surface de Mars.

La bathymétrie est d’une importance vitale pour la navigation et la gestion des côtes, bien sûr, mais elle a également d’autres fonctions, toujours plus nombreuses. Elle est fondamentale pour l’étude de la circulation des eaux profondes, des marées, de la prévision des tsunamis, de la remontée des eaux froides depuis les profondeurs, des ressources halieutiques, de l’action des vagues, du transport des sédiments, du changement de l’environnement, de la stabilité des pentes, de la paléoocéanographie, du choix des sites pour les plateformes, câbles, pipelines et éoliennes offshore, du traitement des déchets, de l’extraction de minéraux et bien d’autres domaines.

D’un point de vue commercial, l’argument le plus évident est le suivant : plus nos connaissances du plancher océanique seront développées, plus nous serons en mesure de gérer efficacement les environnements marins en vue de garantir une pêche durable et productive. La bathymétrie est primordiale pour notre compréhension des habitats marins en eaux profondes. Une meilleure connaissance des océans permet également de rendre les opérations des entreprises de l’industrie extractive plus efficaces et plus sures.

Mais, bien sûr, l’utilité de la cartographie des planchers océaniques va bien au-delà des considérations commerciales. Pour prendre l’exemple de l’étude des tsunamis, si les scientifiques en savent plus sur les contours des fonds marins et des profondeurs de l’océan, alors les prévisions de mouvements de vastes étendues d’eau – générés par des séismes sous-marins – devraient devenir plus fiables. La modélisation de la propagation des tsunamis nécessite à la fois une bathymétrie des profondeurs de l’océan et une cartographie de haute définition des zones à proximité des côtes. Cela permet d’avoir une vision globale de la façon dont l’eau se déplace des eaux profondes jusqu’aux eaux superficielles, et de l’impact que cela aura sur la côte.

Une meilleure cartographie des planchers océaniques n’améliorera pas notre capacité à prévoir l’arrivée d’un tsunami, car ceux-ci sont engendrés par des événements sismologiques, mais elle devrait nous fournir plus d’informations quant à leur trajectoire et à leur intensité une fois formés.


Photo : Bathymétrie des eaux peu profondes de Venise
© Marzia Rovere

Développer la compréhension du changement environnemental

La cartographie des planchers océaniques est également essentielle afin de suivre et de prévoir les changements environnementaux à plus long terme, avec un impact majeur sur nos vies. Nous savons que le changement climatique est en cours, les océans se sont réchauffés et les courants marins ont évolué. Le lien entre ces différents événements fait encore l’objet de débats, mais nous savons qu’ils ont lieu et nous devons répondre à leur impact.

Le travail mené dans les fjords du Groenland et dans l’Antarctique, où se trouve la majorité de la glace de la Terre, constitue un bon exemple de la façon dont une connaissance approfondie de la bathymétrie peut nous aider. Nous avons mesuré, et commencé à constater, les effets de l’afflux d’eaux plus chaudes vers les glaciers émissaires des calottes glaciaires du Groenland et de l’Antarctique. Cela entraine une fonte des glaciers, un vêlage de grande envergure (où une partie de la calotte glacière se détache), des ruptures de glace massives et un recul des glaciers. Ce processus particulièrement visible dans des lieux tels que Jakobshavn, à l’ouest du Groenland, et Pine Island Bay en Antarctique de l’ouest.

Ces événements ont pour conséquence une accélération plus rapide des courants glaciaires qui drainent les glaciers et les calottes glaciaires, ce qui en retour participe à l’élévation du niveau de la mer. L’ampleur et le rythme de l’élévation du niveau de la mer est difficile à prévoir, et c’est pour cela que nous avons besoin de prendre en compte le plus de facteurs possibles, notamment le rythme de fonte des glaces, afin de rendre les prévisions plus fiables.

Alors qu’en est-il de la bathymétrie ? Nous avons besoin de connaitre la profondeur d’eau des fjords et les points d’accès par lesquels les eaux souterraines plus chaudes peuvent s’immiscer et s’écouler vers le glacier, ou, dans le cas d’une calotte glacière, en dessous de celle-ci. Mais ces zones sont extrêmement mal cartographiées.

Dans certains fjords, nous n’avons quasiment pas de bathymétrie, et pour les régions situées sous les barrières de glace, les données proviennent principalement d’incursions expérimentales sporadiques réalisées par des véhicules sous-marins autonomes. Une cartographie améliorée des planchers océaniques dans ces zones apportera une meilleure compréhension de processus extrêmement complexes.

Les avancées récentes dans le domaine de la cartographie par sonar multifaisceaux – des ondes sonores sont réfléchies sur le fond marin grâce à des instruments fixés aux navires – ont tellement amélioré la résolution cartographique du plancher marin que les données obtenues antérieurement sont désormais considérées comme obsolètes. Les conclusions scientifiques fondées sur un faible nombre d’informations bathymétriques doivent être réexaminées et précisées. Environ 11% seulement de l’Arctique a été cartographié par multifaisceaux, ce qui laisse de larges zones de la région à cartographier de cette façon afin de veiller à ce que toutes les activités marines de la région en profitent pleinement. Le coût de la technologie multifaisceaux a considérablement diminué depuis sa première utilisation dans les années 1960 et 1970, ce qui en fait une option plus économique.

Parallèlement, d’autres techniques se développent, telles que la géodésie par satellite, ou cartographie par gravité. En calculant les anomalies des champs gravitationnels, ce procédé permet de mettre en évidence des sommets et des creux sur le fond marin.

Mais la cartographie de zones étendues ne peut être réalisée qu’à travers la coordination et la collaboration internationale entre la communauté scientifique, les institutions et les industries navales.


Photo: Mounted high‐resolution multibeam sonar on the sailing vessel "Exploder of Sweden" during the expedition VEGA 2013, Northwestern Greenland.
© Martin Jakobsson

Faire passer le message

Il n’y a pas de doute quant à l’importance d’une meilleure connaissance de nos océans, aussi est-il réjouissant de voir que deux événements sont organisés en juin en vue d’enrichir davantage ces connaissances et d’expliquer pourquoi des initiatives supplémentaires sont nécessaires pour notre avenir.

Le 8 juin, nous célébrons la Journée mondiale de l’océan, un rappel opportun de l’importance de la mer dans nos vies, notamment parce qu’elles constituent les poumons de notre planète et produisent une grande partie de l’oxygène que nous respirons, et une occasion d’informer le public de l’impact des activités humaines sur l’océan.

Cette année, une série d’activités est organisée autour du thème « Océan sain, planète saine ». Une attention particulière est accordée aux pression humaines subies par la mer, menant à une surexploitation causée par une pêche illicite, non réglementée et destructrice ; des pratiques d’aquaculture non durables ; la pollution marine ; la destruction des habitats ; l’introduction d’espèces étrangères dans des écosystèmes bien établis ; des effets du changement climatique et l’acidification de l’océan.

Un Forum sur la future cartographie du plancher océanique se déroule du 15 au 17 juin à Monaco. Cette réunion d’experts dans le domaine, issus du monde académique et commercial, sert de plateforme pour l’accélération de la cartographie des océans, qui est essentielle si nous souhaitons véritablement comprendre la façon dont notre océan fonctionne. Le forum a été organisé par la Nippon Foundation, la plus grande fondation philanthropique privée du Japon, et la Carte bathymétrique générale des océans (GEBCO), une organisation unique au cœur des actions en faveur de la cartographie des fonds marins, des côtes aux tranchées les plus profondes.

La Nippon Foundation s’implique dans les questions maritimes depuis de nombreuses années, et son président, Yohei Sasakawa, a reçu le prestigieux Prix maritime international en 2014 de l’Organisation maritime internationale (OMI) for his contribution to supporting the development of future maritime leaders and for enhancing safety and security in vital shipping lanes.

pour sa contribution au soutien à la formation des futurs dirigeants maritimes et pour l’amélioration de la sécurité et de la sureté des voies de navigation vitales.

Fondé au début du 20e siècle par un groupe mené par le Prince Albert Ier de Monaco et le professeur Julien Thoulet de l’Université de Nancy, GEBCO est un organisme indépendant à but non lucratif sous les auspices conjoints de l’Organisation hydrographique internationale (OHI) et de la Commission océanographique intergouvernementale (COI). Il est idéalement placé pour faire office de dépositaire central et de forum pour l’information liée à la cartographie mondiale, aux produits et à l’expertise des océans sur un thème qui s’étend au-delà des frontières nationales et nécessite une coordination adaptée. A travers GEBCO, la communauté scientifique peut donner la priorité aux domaines où les besoins sont les plus importants, et mettre en valeur la bathymétrie dans les instances intergouvernementales et dans le cadre d’autres réunions. Ces dernières décennies, l’organisation a développé une série de cartes bathymétriques et, notamment en 1994, le GEBCO Digital Atlas Atlas (GDA), qui constitue la première carte numérique intégrée de haute qualité des contours bathymétriques représentant les océans du monde. Cet instrument sert de base aux mises à jours régulières de GEBCO, la plus récente ayant été effectuée en 2015.


Photo : Depuis 1903, cinq éditions papier différentes de cartes des contours bathymétriques recouvrant la totalité du globe ont été réalisées. GEBCO est aujourd’hui maintenue en version digitale sous la forme du GEBCO Digital Atlas
© GEBCO

Développer nos connaissances du fonctionnement des océans n’a jamais été aussi important. C’est en y parvenant que nous améliorerons nos capacités à prévoir les changements environnementaux et à nous y préparer, ainsi qu’à mieux utiliser nos ressources maritimes. La Journée mondiale de l’océan des Nations Unies et le Forum sur la future cartographie du plancher océanique de GEBCO apportent tous deux la visibilité nécessaire à cet élément vital de l’écosystème de notre planète.

Shin Tani

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Le vice amiral Shin Tani (désormais à la retraite) préside le Comité directeur conjoint OHI-COI de GEBCO depuis octobre 2013. Auparavant, il a grandement contribué au travail et aux activités de GEBCO pendant plus de 24 ans. Il est titulaire d’un master en géophysique de l’Université de Kyoto, obtenu en 1978, et a servi les garde-côtes japonais en tant que vice-amiral. Il est le 44e hydrographe en chef du Japon depuis 1871. Il est membre de OHI-IAG ABLOS (Comité consultatif sur le droit de la mer) et a été membre du Panel d’enquête sur les fonds marins de l’UJNR de 1979 à 2014. Il a été Conseiller du Cabinet pour le Secrétariat du Cabinet du gouvernement du Japon en charge de la politique des océans, de l’énergie renouvelable, de l’étude et de la surveillance des océans, de la gestion de données, du cadastre marin, ainsi que du Plateau continental étendu UNCLOS. Il a été Professeur invité à l’Université de Kanazawa entre 2005 et 2010. Il a travaillé au Centre de données océanographiques du Japon (JODC) et au Centre de données géophysiques national (NGDC).