La campagne EGEE 3

Les objectifs scientifiques

Cette année 2006 est l’année « phare » pour le programme AMMA, dont elle constitue la Période d’Observations Intensives (POI). En effet, du mois de mai au mois de septembre, toutes les observations possibles qui permettront de mieux comprendre la mousson africaine et ses impacts seront effectuées, afin de mesurer le maximum de paramètres pendant toute la durée de la mousson. Ainsi, toutes les équipes des différentes disciplines impliquées dans le programme seront sur le terrain, sur le continent, sur l’océan, et même dans les airs…

Sur l’océan, nous allons donc procéder à la troisième campagne du programme EGEE (Etude de la circulation océanique dans le golfe de GuinEE) qui constitue le volet océanographique d'AMMA, et dont l’objectif général est l’étude de la variabilité dans les couches supérieures océaniques et des échanges à l’interface océan-atmosphère dans le golfe de Guinée.

L’une des questions scientifiques prioritaires réside dans la compréhension des mécanismes qui régissent l’évolution de la température de surface de la mer, de la salinité et de l’épaisseur de la couche de mélange superficielle ainsi que leur variabilité, aux échelles saisonnières à interannuelles. Les motivations ne sont pas seulement « intellectuelles » (comprendre l’environnement dans lequel nous vivons et ses mécanismes), mais découlent de la nécessité de parvenir à une meilleure prévision du climat : la prévision devient en effet de plus en plus importante afin d’aider à la décision, pour la gestion des ressources en eau, l’agriculture, l’aménagement du territoire, la santé, les transports, etc. Améliorer la prévision climatique et météorologique à l’échelle d’une saison en Afrique de l’Ouest est donc une des motivations essentielles du programme AMMA : ainsi, pouvoir répondre à la question « la mousson -ou saison des pluies- sera-t-elle abondante ? » aurait des conséquences immenses sur la prévision des périodes des semis et des récoltes à venir, et donc sur les économies régionales.

Il est commun de dire que le « temps », c’est l’atmosphère… Or, les océans jouent un rôle fondamental (équivalent à celui de l’atmosphère, notamment sous les Tropiques) pour la dynamique du climat et sa variabilité, en particulier parce que la température de l’océan conditionne en grande partie les échanges d’énergie et d’humidité (qui va alimenter en eau les nuages) avec l’atmosphère. Ainsi, la dynamique des couches supérieures de l’océan et les échanges entre l’océan et l’atmosphère doivent être mieux compris, afin de pouvoir mieux représenter dans les modèles numériques les processus physiques qui les régissent, et ainsi d’améliorer les modèles de prévision du climat à l’échelle saisonnière dans les régions tropicales et équatoriales.
Cela nécessite l'exploitation conjointe de mesures in situ, satellitales et de résultats de modèles numériques. Si le nombre de mesures par les satellites s’est énormément développé ces dernières années, elles ne permettent pas d’accéder à ce qui se passe sous la surface de l’océan que seules les opérations in situ permettent d’obtenir : or les mesures en plein océan sont difficiles à obtenir, chères, et donc rares…

Danse le cadre d’AMMA, les campagnes EGEE permettent l’acquisition de mesures in situ hydrologiques, météorologiques et courantométriques dans les couches supérieures de l’océan et également de maintenir le réseau de bouées météo-océaniques (stations météorologique disposées en plein océan) du programme associé PIRATA, également indispensables pour les études portant sur les échanges air-mer dans le golfe de Guinée. Elles permettront également de contribuer à la validation des mesures obtenues par satellite dans cette région particulière, et à la validation des modèles numériques de circulation océanique utilisés pour la prévision.

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Plan de la campagne

La campagne EGEE 3 va se dérouler du 24 mai au 6 juillet 2006,à partir de Cotonou, à bord du navire l’Atalante de l’Ifremer. Elle revêt une importance particulière dans le cadre de la Période d’Observation Intensive d’AMMA. Organisée sous la coordination conjointe de l’équipe du LEGOS travaillant au Centre IRD de Bretagne et de celle du CNRM (Centre National de Recherches Météorologiques) de Météo-France à Toulouse, elle va permettre à 30 scientifiques de différentes disciplines, différents organismes et différents pays de récolter une quantité particulièrement importante de données, qui iront de 1000 m de profondeur dans l’océan à près de 20 m au-dessus de la surface. Pendant cette campagne, deux avions équipés d’un grand nombre de capteurs scientifiques vont survoler le navire à deux reprises afin de mesurer des paramètres atmosphériques de la surface de la mer à plusieurs kilomètres de la surface dans l’atmosphère… Nous disposerons donc de mesures de 1000 m de profondeur à plusieurs kilomètres d’altitude, ce qui devrait permettre d’estimer dans les meilleures conditions possibles les échanges air-mer et leur impact sur l’atmosphère pendant la mousson d’Afrique de l’Ouest.

La campagne se déroule en deux parties ("legs") avec Cotonou (Bénin) comme point de départ et d'arrivée. Au cours du deuxième leg, deux escales de 48 h sont prévues, à Sao Tomé et à Pointe-Noire (Congo).

Les trente scientifiques embarqués vont effectuer un grand nombre d'observations et d'opérations, dans le cadre d'AMMA ou d'autres programmes associés :

dans le cadre d'AMMA :
- recueillir des observations sur les conditions hydrologiques (température, salinité, oxygène dissous, sels nutritifs…) et des courants en surface et de subsurface ;
- recueillir des observations météorologiques à haute fréquence (mesures de flux à l’interface air-mer) ;
- assurer le déploiement de bouées dérivantes de surface (fournissant les courants et la température de surface, et pour certaines également la salinité et la pression atmosphérique), de profileurs (fournissant les profils thermiques et halins ­salinité- tous les 10 jours de la surface à 2000 m) et de profileurs de type MARISONDE (fournissant des mesures quotidiennes de température sur différents niveaux au sein de la couche supérieure de l’océan) ;
- intervenir sur une station météorologique située à São Tomé installée en 2003 dans le cadre du programme ;

dans le cadre de programmes associés :
- assurer le remplacement, ou le déploiement, de bouées de mesures météo-océaniques pour le programme PIRATA (comme pendant EGEE-1, cette campagne est également une opportunité pour réaliser le remplacement des bouées du réseau PIRATA situées dans le golfe de Guinée. Ce réseau va s’étendre et une nouvelle bouée sera déployée au large du Congo dans le cadre d’une extension Sud-Est de PIRATA proposée par l’Afrique du Sud (Université de Cap-Town) et financée par le programme BCLME (Benguela Current Large Marine System) ;
- recueillir des mesures en continu pour les études du contenu en carbone (CO2) dans l’océan et des échanges de carbone entre l’océan et l’atmosphère ;
- récupérer deux mouillages profonds munis de sources acoustiques (déployés deux ans auparavant pendant une campagne PIRATA) ;
- recueillir des observations permettant d’étudier l’impact des processus biologiques et géologiques sur les paramètres hydrologiques dans les couches superficielles ;
- récolter des échantillons d’eau de mer, qui seront analysés ultérieurement en laboratoire, pour l’analyse du contenu en carbone de l’océan, en isotopes du carbone (C13) et de l’oxygène (O18), en hélium et, dans les couches plus profondes, en fréons (CFC).

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Le navire océanographique Atalante

Mis en service en octobre 1990 (première campagne scientifique en mars 1991), le navire de recherche pluridisciplinaire L'Atalante est destiné à la géoscience marine, à l'océanographie physique et à la biologie marine, et peut mettre en oeuvre le submersible habité du type Nautile (-6000m) et le robot téléopéré Victor 6000. Il mesure 85 m de long et 16 m de large, et sa vitesse moyenne d'exploitation lors des transits et des campagnes est de 11 nœuds, grâce à ses deux moteurs électriques à courant continu et ses deux hélices à 5 pales fixes. Son équipage est constitué de 17 à 30 personnes selon le type de mission.
Les locaux scientifiques utilisés par la mission sont nombreux et divers : 8 laboratoires scientifiques d'une superficie totale d'environ 130 m², un PC scientifique de 60 m², un laboratoire Mesures Electroniques de 50 m², etc. Il peut aussi accueillir jusqu'à 8 conteneurs-laboratoires. Pour EGEE 3, le navire a été équipé d'un mât spécialement conçu pour les mesures fines de paramètres atmosphériques à proximité de la surface, de façon à ce que les processus d'interface entre la mer et l'air ne soient pas perturbés par la masse du navire.
Les équipements informatiques du navire permettent aux scientifiques de disposer des mêmes moyens qu'à terre (ordinateurs, réseau, imprimantes et traceurs), avec quelques limitations en ce qui concerne les communications par internet. Un système de messagerie électronique via le satellite INMARSAT-B est à la disposition des scientifiques et des navigants sur le navire.

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L'équipe scientifique embarquée

Il est important de mentionner le caractère international de cette campagne. En effet, la communauté internationale se doit de coopérer de plus en plus pour des opérations qui relèvent de l’intérêt de tous (et ce malgré la compétition qui règne encore et toujours dans tous les domaines, même en sciences !), surtout dans le cadre d’opérations rares, coûteuses, comme le sont des campagnes océanographiques. Donc, pendant EGEE-3, sont à bord des représentants de plusieurs laboratoires français, mais aussi en provenance d’Allemagne, des Etats-Unis, du Nigéria, du Bénin, du Togo, du Ghana, de Côte d’Ivoire, du Congo et du Sénégal, impliqués ou concernés par AMMA et EGEE.

Au total, 45 personnes participent à la campagne EGEE 3 (26 chercheurs, 15 ingénieurs et techniciens, 3 étudiants et un cinéaste) :
E. Ali Kouadio (Université d'Abidjan, Côte d'Ivoire)
B. Amelineau (IRD)
J. Barié (Météo France)
F. Baurand (IRD)
A. Bentamy (Ifremer)
B. Bourlès (IRD, chef de mission)
D. Bourras (CNRS)
G. Caniaux (Météo France)
D. Capone (Lamont, USA)
N. Cheikh (CRODT, Sénégal)
R. Chuchla (IRD)
D. Dagorne (IRD)
C. Dalaise (CNRS)
G. Degbé (CRHOB, Bénin )
M. Dengler (Institüt für MeeresKunde, Kiel)
Y. Du Penhoat (IRD)
L. Eymard (CNRS)
J. Fisher (Institüt für MeeresKunde, Kiel)
D. Gatogo (Université de Lomé, Togo )
Y. Gouriou (IRD)
J. Grelet (IRD)
A. Guillot (CNRS)
F. Hernandez (IRD)
E. Kestenare (IRD)
E. Key (Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science, USA)
L. Lavie (Météo France)
A. Lazar (Université Paris 6)
N. Lefevre (IRD)
D. Legain (Météo France)
S. Letourneur (CNRS)
A. Locko (IRD, Congo)
H. Ludos Ayina (Ifrmer)
C. Mahan (CRO, Côte d'Ivoire)
F. Marin (IRD)
G. Noudaikpon (CRHOB, Bénin)
S. Nyadjro Ebenezer (Université du Ghana)
A. Nubi Olubunmi
J. Y. Panché (IRD)
F. Roubaud (IRD)
B. Schauer (CNRS)
A. Subramaniam (Lamont, USA)
C. Ubelmann (LEGI)
N. Villaume (ISEN Brest)
A. Weill (CNRS)

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Les autres campagnes océanographiques

La campagne EGEE-3 ne sera pas la seule dédiée à AMMA en 2006 : en effet, elle a lieu simultanément à deux autres campagnes océanographiques réalisées par les Etats-Unis (NOAA) et l’Allemagne (IFM-GEOMAR) dans l’Atlantique tropical, ce qui constitue une « première » ! Ainsi, le navire américain Ron Brown effectuera des mesures dans le centre du bassin Atlantique Tropical du 27 mai au 16 juillet, tandis que le navire allemand Meteor effectuera des mesures à travers tout le bassin équatorial, à l’ouest du golfe de Guinée. La communauté scientifique du programme AMMA disposera ainsi de mesures sur l’ensemble du bassin Atlantique tropical, entre 20°N et 10°S en latitude et entre 35°W (au large du Brésil) et 11°E (devant la côte du Congo dans le golfe de Guinée), entre les mois de mai et juillet 2006. Les équipes des trois navires seront en communication, et ce site tentera donc de fournir des nouvelles « en temps réel » des deux autres campagnes.

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