En cours de création
Contexte et enjeux
Un projet soutenu par plusieurs programmes de recherche
Notre initiative s’appuie sur nos expertises et expériences professionnelles respectives et sur des collaborations étroites avec plusieurs programmes de recherche. L'objectif est de co-développer et améliorer des instruments adaptés à un déploiement à partir de voiliers.
Objectifs
L’Océan, pourtant essentiel à notre biosphère, se transforme très rapidement sous la pression des changements climatiques. En tant que jeunes océanographes, nous avons consacré nos premières années en recherche à étudier différentes facettes des écosystèmes marins, nous permettant de prendre pleinement conscience de l'importance et de l'urgence de mieux comprendre le fonctionnement de l’Océan. Cependant, pour y parvenir, il est essentiel d’améliorer nos capacités d’observation à travers le temps et l’espace.
L’observation de l’Océan, c’est suivre et mesurer en continu ses processus, une démarche essentielle pour comprendre les écosystèmes marins, anticiper les effets du changement climatique, prévoir les phénomènes météorologiques extrêmes et assurer une gestion durable des ressources marines et de la biodiversité.
Cet effort d’observation sera difficilement réalisable uniquement avec les navires de recherche, bien que ces derniers restent la référence pour l’observation de l’Océan. Ils permettent le déploiement d’un grand nombre de capteurs, des mesures couvrant l’ensemble de la colonne d’eau et l’accès à la quasi-totalité des mers. Toutefois, leur principal inconvénient réside dans des coûts d’exploitation très élevés, une disponibilité limitée impliquant de longs délais de planification, ainsi qu’une empreinte écologique non négligeable, entrainant un manque crucial de données.
Face à la demande croissante de la communauté scientifique pour la mise en place de nouvelles stratégies d'échantillonnage, notre projet vise ainsi à contribuer au développement d’une approche innovante et émergente : l’océanographie à la voile, participative et citoyenne. Cette nouvelle approche consiste à impliquer des voiliers naviguant à travers l’Océan dans la collecte de données océanographiques comme appui à l’observation et la recherche.
Pour que cette océanographie à la voile soit un véritable appui à la recherche, il est essentiel que les instruments de mesure assurent la fiabilité et la précision des données récoltées.
Ainsi, pour développer cette approche d’océanographie participative et citoyenne de manière optimale, notre projet est centré sur trois objectifs clés :
La science sur le voilier
Les programmes de recherche
HyperNet
HyperNet est un prototype de mesure optique hyperspectrale qui mesure l’irradiance solaire et la couleur de l’eau.
Objectif 1 — Validation des produits satellitaires de couleur de l’eau à bord d’un navire d’opportunité
Réaliser une première campagne à bord du voilier Vela, afin de collecter des mesures bio-optiques in situ semi-autonomes et de haute qualité, incluant la réflectance hyperspectrale (la façon dont l’eau renvoie la lumière) et la turbidité de l’eau. Cette campagne permettra de valider les produits hyperspectraux satellitaires sur une large diversité d’écosystèmes.
Objectif 2 — Alimentation de bases de données globales pour la calibration des produits satellitaires PACE-OCI
Ces données permettront de constituer une base de référence pour valider les produits de PACE-OCI à partir de la réflectance hyperspectrale, d’optimiser les algorithmes existants et de développer de nouveaux outils capables de prédire la composition biotique des écosystèmes depuis l’espace.
PlanktoSpace
PlanktoSpace est le projet du programme de recherche Plankton Planet, lancé en 2025, financé par la NASA et l’ESA et mené en coordination avec la mission spatiale PACE. Ce programme utilise un réseau mondial de navires d’opportunité, dont le voilier Vela comme bateau pilote, pour collecter des mesures génétiques standardisées de la biodiversité planctonique.
Lamprey — La biomasse planctonique est récoltée grâce au système de filtration Lamprey, conçu pour prélever le plancton de surface (0–1 m). Deux fractions de taille sont échantillonnées : les petites particules (< 20 µm) et les plus grandes (> 20 µm). La biodiversité est caractérisée par métabarcoding, une approche génétique qui analyse l’ADN du plancton afin d’identifier les organismes présents.
Curiosity — Un microscope à haute résolution, permet de compléter l’analyse génétique en observant directement les différents taxons de plancton présents dans les échantillons.
Objectif — Relier biodiversité, signatures optiques et observations satellitaires.
Combinées aux mesures hyperspectrales et polarimétriques des satellites PACE, Sentinel-2, Sentinel-3 et les données du programme OC-CCI, ainsi qu’aux données HyperSpectral in situ collectées par Vela (section HyperNet), ces données permettront de développer et valider de nouveaux algorithmes capables d’estimer depuis l’espace la composition biotique des écosystèmes marins.
PlanktoScope
Le PlanktoScope est un instrument conçu pour imager et quantifier les communautés micro-planctoniques (20–200 µm). Il capture un volume contrôlé d’eau et fournit des mesures morphologiques, des abondances et des proxy de la biomasse à partir de milliers d’images du plancton. Les images sont annotés taxonomiquement (identification des espèces de plancton) directement à bord de Vela.
Objectif 1 — améliorer et automatiser le PlanktoScope.
En collaboration avec FairScope, développeurs du PlanktoScope, notre objectif est de tester une nouvelle version automatisée, en système in-line, pour une perspective d’utilisation automatisée sur plusieurs voiliers d’opportunité.
Objectif 2 — Relier biodiversité, signatures optiques et observations satellitaires.
Les données quantitatives du plancton (20–200 µm) compléteront les mesures génomiques (section PlanktoSpace) et les données hyperspectrales in situ (section HyperNet), contribuant au développement et à la validation d’algorithmes capables d’estimer depuis l’espace la composition biotique des écosystèmes marins.
l'OASIS
L'OASIS ("Open-source Automated Sea Imaging System") est un prototype d’imagerie et de quantification du micro-plancton (20–200 µm), en système in-line, développé par le Laboratoire Hereon.
Objectif — comparer les performances avec le PlanktoScope
Nous évaluons les performances de l’OASIS par rapport à la version de référence du PlanktoScope, et sa nouvelle version in-line, en partenariat avec le Laboratoire Hereon et FairScope, dans le cadre du programme de recherche SOOP, toujours pour une perspective d’utilisation automatisée sur plusieurs voiliers d’opportunité.
Sondes de paramètres physico-chimiques
CTD
Objectif — Optimiser leur intégration sur des voiliers d’opportunité
L’objectif est de tester la meilleure façon d’installer et d’utiliser ces sondes sur des voiliers d’opportunité, afin de collecter des mesures fiables et répétables dans des conditions variées.
