Après un bref récit de la découverte des océans, en surface et en profondeur, et des premiers pas de la science océanographique, l'ouvrage nous fait pénétrer dans " l'ère géophysique" contemporaine qui a pris naissance autour des grandes questions scientifiques posées aux océanographes au cours de ces dernières décennies par la nécessité de comprendre le rôle de l'océan dans le climat. 

Ces questions sont regroupées et traitées autour de trois thèmes principaux : 

1. Quel est le rôle de l'océan dans l'équilibre énergétique planétaire ? 

2. Quelle est la nature et l'importance de la singularité équatoriale dans la circulation océanique ? 

3. Comment l'océan et l'atmosphère interagissent-ils, spécialement dans les basses latitudes ? 

L'ambition de l'ouvrage est de mettre en évidence un moment charnière d'une discipline scientifique mal connue du public, l'océanographie physique, qui, en moins de 50 ans, est passée d'une approche descriptive et géographique à une approche géophysique. 

Jacques Merle souhaite apporter une contribution à l'histoire de l’avancée rapide des connaissances de ce domaine scientifique à la fin du XX ème siècle, porté par des technologies nouvelles telles que les engins autonomes, l’observation spatiale et la modélisation numérique. 

Cette histoire est jalonnée par les questions et les réponses qui progressivement ont émergé à l’issue de grands programmes internationaux, de conférences, de réunions de groupes de travail, d'écoles d'été etc... 

Ce brassage de chercheurs de toutes origines disciplinaires et nationales, météorologues et océanographes confondus, incluant théoriciens et observateurs, était motivé par une ambition commune : comprendre comment la dynamique de l'océan interagit avec l'atmosphère pour déterminer le climat et sa variabilité. 

Cette épopée scientifique fut aussi remarquable par sa dimension humaine. Ignorant les frontières nationales, linguistiques ou culturelles, des relations professionnelles et amicales d'une exceptionnelle qualité ont lié les acteurs de ces programmes de recherche, en dépit de la compétition inhérente à toute activité de recherche. 

C'est une "photographie humaine" de cette époque, caractérisée par les premiers grands rassemblements scientifiques à l'échelle planétaire, que l'auteur veut aussi donner en souhaitant que cette communion scientifique soit le prélude à une prise de conscience des nations de la nécessité d'effacer les frontières pour gérer le risque climatique au bénéfice de tous. 

Le N°6 de Nautilus... un dossier fort intéressant sur "La mer et le Climat"

"C'était une sorte de principe : à Nautilus, on montre comme la mer est belle. Alors, pour aborder le climat, il était simple de montrer que la vie sur Terre serait invivable sans océan; que sans les courants marins, l'Europe n'aurait pas cette douceur; et que c'est encore grâce aux océans que les énormes rejets de C0₂ de notre civilisation industrielle n'ont pas encore davantage affecté notre planète....." Extrait de l'Éditorial de Christophe Agnus.

Après la climatisation et l'énergie thermique des mers... de l'eau douce, une eau minérale qui vient des profondeurs !

«Suite à la demande croissante des acheteurs japonais, les exportations d’eau de boisson produite à Hawaii par dessalement d’eau de mer profonde ont brusquement augmenté de 700 % pour atteindre 8,8 millions de US dollars au cours du premier trimestre de l’année 2006  » .

Les travaux américains de recherche pour le développement de l’énergie thermique des mers – ETM - sont en grande partie réalisés au Natural Energy Laboratory of Hawaï, le NELHA, créé en 1974 à l’initiative de l’État d’Hawaï. Ces travaux ont eu pour premier objectif la mise au point des technologies adaptées à la production de cette énergie marine propre, stable et abondante, puis s’y est ajouté, dans la décennie 1980 celui visant la valorisation de produits dérivés du procédé ETM qui utilise le gradient thermique créé en région tropicale entre l’eau de mer de surface chauffée par le soleil et l’eau de mer froide pompée sous la thermocline. 

Cette eau profonde qui est une composante fondamentale de la circulation générale des océans et de l’équilibre climatique de notre biosphère est à la fois froide, et riche en nutriments. C’est à partir de ce constat que le NELHA, doté d’infrastructures de pompage ad hoc, les à mise à disposition d’une pépinière d’entreprises, publiques et privées, utilisant cette eau profonde pour la production de services et de produits divers, notamment pour la climatisation des locaux, la production aquacole, et la production d’eau douce. 

La production d’eau douce associée à la production d’électricité par ETM est directe dans la variante du procédé dite à cycle ouvert. Dans cette variante, c’est le condensat de la vapeur d’eau recueillie dans un condenseur à surface qui peut être valorisé. Les premières tentatives d’application commerciale de ce procédé ont été réalisées par G.Claude dans les années 1930. 

Un autre procédé de production d’eau douce à partir de l’eau froide profonde et plus directement destiné à l’irrigation a été proposé par la société « Common Heritage » et expérimentée au NELHA. Il consiste à faire circuler l’eau de mer froide dans un réseau de tuyaux enterrés près de la surface. La condensation de l’air humide sur la paroi externe de la tuyauterie suffit dans certaine configuration à assurer le besoin des plantations (Photo de gauche).

Ces procédés n’ont pas atteint le seuil de rentabilité économique... mais paradoxalement... c’est le succès d’une innovation "exotique" (Photo de droite) qui fait la fortune des sociétés productrices d’eau douce obtenue en dessalant l’eau de mer profonde ! Dotée de vertus associées à une eau dont la circulation dans les bassins océaniques profonds est plusieurs fois séculaire, cette nouvelle boisson est particulièrement appréciée par les consommateurs japonais.

Avec plus de cent emplois créés et des investissements supérieurs à 100 millions de US dollars, la valeur des exportations de cette eau extraite de l’eau de mer profonde était de 16,8 millions de US $ en 2005. Elle aurait déjà atteint près de 9 millions de US $ au cours du premier trimestre 2006 ! 

Pour en savoir plus : 

http://the.honoluluadvertiser.com/article/2006/Jun/06/bz/FP606060321.html
http://www.hawaiideepseawater.com/deep-sea-water.html
http://www.commonheritagecorp.com/tech/index.html 

1/2 - Oui, le niveau moyen des mers augmente ! Pourquoi ? Comment ? ET OU ?

Du 6 au 9 juin, s'est tenu à l'Unesco, un "Workshop" sur les variations du niveau des mers, réunissant la fine fleur des Sciences de la Terre : océanographie, climat, géodésie, glaciologie... Pas moins de 42 sponsors et organismes participants invitaient au débat sur l'avancement des programmes de recherches en cours, et des actions à mener d'ici 2015. Comme l'indique le programme, c'était : "A World Climate Research Programme (WCRP) contribution to the Global Earth Observation System of Systems (GEOSS)". 

Le GEOSS, proposé par les USA en Juillet 2003, rassemble aujourd'hui 55 nations et 30 organisations internationales. L'objectif est de fédérer toutes les recherches et applications de l’observation de la Terre, afin de mettre  en place à terme un «réseau mondial de systèmes d’observation de la Terre» pour mieux comprendre notre climat et notre environnement.

Dans le triangle "Océan-Climat-Énergie", (et les relations sur les cotés de ce triangle, que le Club s'efforce de montrer), le "niveau moyen des mers" occupe une place centrale. Par exemple, l'Énergie Thermique des Mers, pratiquée sur une grande échelle n'exploiterait qu'une infime partie de la chaleur qui dilate certaines régions de l'océan !

Loin des idées fausses qui circulent sur le sujet,  Le Club des Argonautes s'est passionné pour cette conférence. 

L'élévation  du niveau des mers est liée au réchauffement de la planète. Elle a deux causes principales : 

la dilatation thermique de l'eau (effet stérique), et la fonte des glaces continentales. Son évolution peut avoir des conséquences dramatiques dans certaines régions, ("Savoir-Terre pour Savoir-vivre", c'est l'idée de base d'une Géoscopie pérenne !)

L'altimétrie et la géodésie satellitaires, conjuguées avec les meilleures mesures In Situ (marégraphes sélectionnés), donnent l'évolution du niveau moyen par provinces océaniques, avec une précision de l'ordre du mm / an. (à condition qu'il n'y ait pas d'interruption dans les séries temporelles). L'effort sans précédent depuis 20 ans, (WOCE, suivi de CLIVAR, GOOS, et GODAE,  entre autres...), montre 2 résultats essentiels : 

• alors que l'on savait de façon théorique combien la diffusion de la chaleur dans un océan plus ou moins stratifié est un processus complexe, (lié à la "géographie 3D" des courants...), la surveillance continue des variations du niveau de l'océan grâce aux mesures d'altimétrie satellitaire, nous "montre le film" ! Il existe des régions ou le niveau de la mer baisse, tandis que dans d'autres, il monte 10 fois plus vite que la moyenne». !
   

• globalement, sur 10 ans, on observe une accélération du niveau moyen: 3 mm / an, (au lieu de 2 mm /an sur les 50 dernières années), valeur que l'effet stérique ne suffit plus à expliquer ! Constat considérable, vue la controverse sur l'évolution de la cryosphère, (une croissance de la partie Est de la calotte Antarctique pourrait contrebalancer, en totalité ou en partie, la fonte de certains glaciers et du "littoral" du Groënland) !

Comme toute mesure physique, le chiffre de 3 mm /an  n'a aucun sens si on ne l'assortit pas d'une barre d'erreur. L'estimation de la précision met en jeu un grand nombre de questions aussi variées que le rebond post glaciaire, la tectonique des plaques, les systèmes de référence géodésique, sans oublier l'instrumentation et ses dérives éventuelles (marégraphes, radar-altimètres, et radiomètres micro-ondes embarqués). 

Ainsi, outre son intérêt direct pour des millions de personnes, futures "réfugiées du climat", la variabilité du niveau des mers est un sujet interdisciplinaire ... A l'instar du " SWT (Science Working Team) du projet Jason-1",  ce fut le grand mérite de cette conférence de réunir des chercheurs et ingénieurs qui... ne parlent pas la même langue, au sens propre comme au sens figuré !

Un "argonaute", bien que retraité, (comme tout membre du Club...), a eu le privilège de se glisser parmi eux ! 3 propositions, (qui ne surprendront pas les visiteurs familiers de ce site), ont été faites : 

1. Sur une question qui attire autant le public, les élus, et la presse, (sans oublier les compagnies d'assurance !), et où interviennent différentes sortes d'incertitudes, il est vital de former les chercheurs à "communiquer", non seulement entre eux, mais aussi vers l'extérieur ! On sait que dans son 3ieme rapport, (2001), le GIEC a fourni une "fourchette globale" du réchauffement possible (2 a 6 degré). Il est clair que le 4ieme rapport (2007) devrait éviter de mêler 2 éléments n'ayant rien à voir: la connaissance imparfaite de la sensibilité du climat d'une part, (c a d la relation entre température moyenne et concentrations en gaz a effet  de serre ), et sagesse imparfaite de l'humanité... d'autre part, (c a d les scénarios d'émission).
   
   Alors qu'un "Run" de modèle climatique ne risque pas de... changer la sensibilité du climat, la façon de parler de "scénarios d'émission", (c a d d'une poursuite plus ou moins rapide de la démarche "Protocole de Kyoto"...), pourrait avoir "un effet" sur ces scénarios ! 
   
   

2. Exprimer "fort et clair" (au niveau du GEOSS), combien la continuité de ces mesures est critique: comme en Météo, il y a plusieurs décennies, il est urgent de la soustraire à la compétition entre sujets de recherche et entre institutions (Agences spatiales, européennes ou non...) Pour cela, il faut soit doter les Instituts de Recherche de moyens pérennes, soit créer des services "ad hoc" (a l'exemple des services météo). Ce choix relève de chaque gouvernement, mais doit être fait (et garanti par des engagements internationaux, un bon moyen de mettre cette nécessaire "Veille Mondiale Océan et Climat", à l'abri des effets de mode et des aléas de la vie politique !)  
   
   Dans le cas de la création de services "ad hoc", (hors secteur Recherche), le maintien du dialogue avec les scientifiques s'impose ! Il s'agit d'éviter 2 situations redoutées: 

• avoir des "chercheurs qui... manquent de mesures" (même s'ils savent... garder la mesure !) ou... 

• avoir des "observations sans chercheurs qui les observent !" (Ce qui est fréquent, hélas, dans les pays du Sud !) 

3. S'intéresser davantage à un sujet sur lequel le Club a pas mal réfléchi (cf. ci-dessous), et qui est "connexe du niveau moyen": quelle serait l'incidence d'une éventuelle exploitation industrielle de l'ETM ?

En guise de conclusion, un hommage à  l'humoriste Raymond Devos, qui vient de nous tirer sa dernière révérence... Chacun se souvient que, lorsqu'un maître d'hôtel l'avait averti "La mer est démontée !", Devos n'avait pas hésité à lui demander: "Quand est-ce que vous la remonterez ?" Le malheureux avait répondu: "C'est une question de temps..." Aujourd'hui, un scientifique ajouterait sans doute: "II faut prendre des mesures" !

Depuis sa création, le club des Argonautes s’efforce de mettre en valeur les potentialités considérables (et largement ignorées) de l’ETM. Il faut savoir en effet, qu'à lui seul, le réchauffement moyen de l'océan superficiel au cours du 20ieme siècle,  (0,6° environ), représente une augmentation de chaleur stockée dans l'océan du même ordre de grandeur que 500 ans de consommation mondiale d'énergie primaire (en 2001) !

Pourquoi, faire si peu de cas d'une telle source d'énergie, renouvelable et non intermittente ? Probablement à cause d'une appréciation erronée de l'efficacité du procédé et, partant, de son coût... Mais voici que les choses changent ! Le mois dernier, c'était la mise en service d’un nouveau système de climatisation dans un hôtel de Bora Bora (Polynésie Française). Les frigories nécessaires sont extraites d'une eau à 5°C, pompée dans l’océan par 900 mètres de fond.

Ce mois-ci, plusieurs annonces parues dans la Presse  font état de la décision prise par les États-Unis de construire deux usines pilotes : l’une de 1MW à Hawaï au NELHA, l’autre de 10 MW à Diego Garcia , pour assurer la production d’électricité et d’eau douce de la base militaire US installée sur l’île principale de l’atoll depuis les années 1960. 

Technique connue, non polluante, et de faisabilité démontrée depuis plus de 70 ans, l’exploitation de l'ETM  semble enfin reconnue comme un procédé compétitif. 

Il est vrai qu'avec l’augmentation inéluctable du prix du pétrole, la vulnérabilité de nos approvisionnements, et surtout l'urgence du recours à des ressources renouvelables et propres, on ne peut continuer à négliger la moindre piste.

Toutefois, pomper de l’eau froide sous la thermocline, (à quelques centaines de mètres de profondeur), pour l’utiliser à des fins industrielles, puis la rejeter sous la forme d’effluents plus ou moins réchauffés, pourrait créer une perturbation des équilibres thermiques et chimiques du milieu naturel, soit localement autour du point de rejet, soit même au delà, selon l’importance et le nombre de ces rejets. Dans l'hypothèse d’un développement rapide de l'ETM, (des centaines, puis des milliers, de plate-formes exploitant le contenu thermique d'une zone inter-tropicale vaste comme 120 fois la France), on doit naturellement se poser la question de ses effets sur l’environnement, et des limites tolérables de son exploitation. C'est dans cet esprit que le Club des Argonautes a élaboré un projet de  de recherche qu'il soumet à la communauté scientifique internationale : « Étude des impacts des rejets d’effluents générés par l’exploitation de l’énergie thermique des mers (ETM) ». 

Depuis le 1er mai 2006, l'Hôtel Intercontinental de Bora Bora a remplacé son système traditionnel de climatisation par un système basé sur l'utilisation de l'eau de mer profonde.

Ce système SWAC (SeaWater Air Conditioning) a été mis au point et installé par la Société d'Hawai "Makai Ocean Engineering", très innovante dans ce domaine .

En effet dans le cadre du développement de la filière renouvelable ETM (Énergie Thermique des Mers ou OTEC en Anglais), l'État d'Hawaii a été depuis trois décennies le promoteur des utilisation de l'eau froide profonde. Souhaitons que cette réalisation réveille l'intérêt de la France métropolitaine pour ces technologies marines. 

A noter que la ville de Stockholm climatise déjà le centre de la ville avec l'eau de la mer Baltique. Des systèmes similaires peuvent fonctionner avec l'eau des lacs, c'est les cas  par exemple de la climatisation du campus de l'Université de Cornell aux États Unis.

Pour en savoir plus : 

Seawater Air Condition, Makai Ocean Engineering Inc.

BoraBora Seawater Air Conditioning News.pdf

L'eau de mer profonde : son utilisation pour le refroidissement d’air d’immeubles situés en bord de mer (ou de lac).

Énergies renouvelables, état de l'art et perspectives de Michel Paillard IFREMER Janvier 2006

Cette constellation, fruit d'une coopération franco américaine, comprend six satellites situés sur la même orbite, à quelques minutes d'intervalle : Aqua depuis 2002, Aura depuis juillet 2004, Parasol depuis décembre 2004, Cloudsat  et Calipso ce mois-ci, et enfin OCO prévu en 2008, nous donneront des informations sur le cycle de l'eau, la température et  l'humidité de l'atmosphère, la qualité de l'air, l'ozone,  les nuages, les aérosols et le dioxyde de carbone (CO2).

Ces observations "ciblent" les processus complexes, (et interdépendants), qui interviennent dans le renforcement de l'effet de serre lié aux centaines de milliards de tonnes de CO₂ que nous avons relâchées dans l'atmosphère depuis 150 ans. En particulier, la connaissance de "l'effet parasol" des nuages et du rôle des aérosols sur les divers types de nuages, devrait permettre d'affiner les modèles prédictifs, dont les prévisions de température moyenne 2100, (15°C à présent), ont une incertitude globale de 2 à 6° (la moitié environ résultant du comportement plus ou moins "sobre" qu'adoptera l'humanité - cf. travaux du GIEC). 

Une meilleure connaissance des interactions entre ces processus contribuera aussi à rapprocher les points de vue divergents sur l'évolution du climat. Notamment entre ceux qui redoutent un emballement (et donc, une catastrophe climatique), et ceux qui pensent que grâce aux "rétroactions négatives", cela pourrait s'arranger tout seul ! 

Pour en savoir plus :

Revue d'information CNES, NASA, CNRS : "Calipso, percer les secrets des nuages"

http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/807-calipso.php

La langue de glace de Drygalski est une énorme feuille de glace et de neige qui s'avance sur 80 km, dans la partie centrale de la mer de Ross. "C-16", un iceberg géant, (1000 km2), en a arraché l'extrémité, le 30 mars 2006, (image de droite), donnant ainsi naissance à un nouvel iceberg (celui en forme de carré). Cet "accident de circulation océanique" n'a pas échappé au radar imageur, "ASAR" du satellite Envisat (ESA) !

En outre, le même ASAR (Advanced Synthetic Aperture Radar) avait déjà capté, le 15 avril 2005, un évènement analogue: "B15A", un iceberg 3 fois plus gros que "C16"... avait déjà commencé à raboter, il y a près d'un an, cette péninsule glaciaire décidément très exposée ! Sur l'image du 15 avril 05, on aperçoit d'ailleurs C-16, échoué sur la partie nord de l'île de Ross .

2/2 Quinze ans de progrès en altimétrie radar   Du 13 au 18 mars, plus de 500 chercheurs et ingénieurs de 60 pays se sont réunis à Venise pour le Symposium "Quinze ans de progrès en altimétrie radar".

En dépit de l'arrêt fin 2005 de TOPEX-Poseidon , plus de 13 ans après son lancement, les océanographes et les climatologues disposent encore de 3 satellites munis d'un altimètre radar : GFO (Geosat Follow On), Jason-1, et Envisat. L'arpentage permanent de l'océan mondial peut donc se poursuivre ! Et avec lui, la moisson de résultats qu'il permet (études de processus et leur représentation dans les modèles). 

Il nous reste à "croiser les doigts" pour que cette présence simultanée de 3 systèmes de mesures, (dont un système de haute précision : Jason-1, le "petit frère" de TOPEX- Poséidon...), tous en orbite depuis au moins 4 ans, se prolonge encore 3 ans, (jusqu'en 2009), de façon à avoir un recouvrement de quelques mois avec leurs successeurs (Jason-2/OSTM + Alti-Ka). On ne peut hélas compter sur une longévité aussi exceptionnelle que celle de Topex-Poséidon, fruit de véritables prouesses de NASA /JPL et du CNES !

Les objectifs négociés il y a 20 ans, (ceux des programmes WOCE et TOGA), visaient une meilleure connaissance de la "Planète Bleue", de ses courants océaniques (notamment la circulation "méso-échelle"), et des mécanismes du couplage Océan-Atmosphère, qui interviennent dans la variabilité naturelle du climat.

Outre les résultats "contractuels", il y avait les résultats "attendus ou espérés" : marées, ondes internes, calottes polaires, niveau moyen des mers, vents, hauteur des vagues, topographie des fonds et des dorsales océaniques: comme cela a déjà été décrit en détail sur ce site, ils ont tous été atteints ou dépassés ! Enfin, il y a les résultats "inattendus", en Sciences de la Terre bien sur, (notamment en Hydrologie continentale), mais aussi pour la caractérisation fine des instruments.

Ce progrès en "métrologie de la surface océanique" se conjugue avec celui des modèles du champ de gravité, de sorte qu'après "retraitement" des mesures brutes, (soigneusement archivées), de nouveaux résultats sont envisageables ! (y compris... à "titre posthume", en ce qui concerne TOPEX-Poséidon !)

• la "recette de cette spirale vertueuse" est maintenant bien connue : diffusion, en temps quasi réel, de la totalité des informations (sans aucune exclusivité pour les équipes de recherche sélectionnées par le CNES et la NASA...), dialogue permanent entre chercheurs et ingénieurs, (notamment pour les étalonnages et les corrections : ionosphère, troposphère, biais d'état de mer), vol "en formation" de 2 systèmes de haute précision (mission "Tandem"), et enfin "approche intégrée", (ou "multi-variée") : on associe toutes les mesures disponibles (pas seulement celles des altimètres...),  en particulier, celles du système GRACE, (mesure du champ de gravité), tant pour l'orbitographie que pour la surface moyenne océanique.

• Ces résultats, parfois inespérés, (variation du niveau moyen des mers, série climatique de haute précision, ininterrompue depuis 1992, et que les modèles de climat vont désormais s'efforcer de reproduire...), montrent la justesse des choix scientifiques, (et programmatiques), faits depuis 20 ans; ils illustrent le "couple magique" que peuvent constituer une vision et une volonté partagées dans différentes institutions, sur plusieurs continents, par un ensemble de chercheurs et d'ingénieurs.  La richesse et la diversité des "objectifs géoscopiques" désormais accessibles sont clairement apparues à Venise !

• De façon paradoxale, cette situation constitue pour le Club un motif de jubilation, et... une inquiétude grandissante ! En effet, faute d'une "Veille Mondiale Océan et Climat", ces séries continues de mesures globales, indispensables tant pour la prévision "méso-échelle", que pour la compréhension et le suivi du Changement Climatique, peuvent s'interrompre à tout moment : ce que les océanographes et les agences spatiales ont réussi à faire "en mode Recherche", doit désormais passer "au stade opérationnel", une transition que certains ont comparé, (dans un rapport à l'Académie des Sciences des États Unis), à : "Traverser la Vallée de la Mort" ! 

C'est pourquoi les Argonautes appellent de leurs vœux l'instauration d'une "Veille Mondiale", à l'image de la "Veille Météorologique Mondiale", qui assure chaque jour, à l'échelle du globe, le recueil et la diffusion des mesures nécessaires à la prévision météo... Il est temps de pérenniser dans un cadre international adapté les différentes initiatives de la communauté  scientifique, aujourd'hui morcelées à travers plusieurs programmes internationaux, et celles des agences, notamment de la NOAA et d'Eumetsat, déjà partenaires dans des projets tels que Argo, Jason-2... et sans doute Jason-3.

L'installation à Genève, au sein de l'OMM, du Bureau du projet GEOSS (Global Earth Observation System of Systems) suffira-t-elle à  accélérer un engagement à long terme des gouvernements, tel que le préfigure pour l'Europe, le programme GMES  (Global Monotoring for Environment and Security) ? C'est ce que nous souhaitons !

A l'invitation du CNES et de l'ESA, trois membres du club ont participé à ce Symposium passionnant : F. Barlier, M. Lefebvre, et R. Zaharia.

Un universitaire américain de l’Hawaii Natural Energy Institute, Gerard.Nihous, vient de publier, les résultats d’une modélisation simplifiée d'une exploitation intensive de la ressource ETM (Énergie Thermique des Mers).

Comme tout procédé industriel appliqué à grande échelle, l'exploitation de l'ETM peut avoir un impact sur l'environnement. Cette question vitale comporte deux aspects : la quantité d'énergie raisonnablement exploitable et l'évaluation de son impact sur la structure thermique des masses océaniques.

C'est pourquoi, de son côté, le Club  a débuté depuis quelques mois une réflexion sur la définition d'un programme de recherche, conjuguant analyses théoriques et modélisations numériques en vue de déterminer de manière crédible les risques de perturbations de l'océan et les seuils à ne pas dépasser. Ce programme prendrait pour exemple les travaux du GIEC.

Qu'il s'agisse des travaux d'Hawaii ou de ceux du Club, une même question fondamentale est abordée : Quelle fraction de nos besoins, l'Énergie Thermique des Mers pourrait-elle satisfaire sans perturber l'environnement, c'est à dire sans nuire aux besoins des générations futures?

La consommation en énergie de nos "sociétés industrielles"  atteint aujourd'hui des valeurs telles que l'état de la biosphère et les cycles qui s'y déroulent sont perturbés. Rappelons que l'exploitation des énergies fossiles a conduit à  injecter dans l'atmosphère plusieurs centaines de milliard de tonnes de gaz carbonique, soit une augmentation de 30% en 150 ans.

Faute de moyens, l'étude de Gerard Nihous ne concerne que les modifications de la structure thermique de l’océan, sans aucune considération pour leurs conséquences écologiques. 

L’exploitation de ce modèle montre que le fonctionnement d'une flottille de plusieurs milliers d'usines entraînerait un lent réchauffement de la source froide (profondeur de 1000 mètre et température de 5°C). La capacité de production passerait alors par un maximum au delà duquel l’écart des températures entre la source chaude (25°C) et la source froide (8°C au lieu de 5°C) deviendrait insuffisant et tout ajout d’usines serait «contre productif»: il entraînerait une réduction de la production ! A titre d’exemple avec une source chaude à 25°C, ce seuil serait atteint après une dizaine d’année de fonctionnement continu d’une flottille d'usines ETM d'une puissance globale de 3 TW. Cette puissance représente une capacité de production annuelle proche de la demande mondiale d'électricité pour 2020, estimée par l'IEA à 25 800 TWh électrique.

Ce résultat préliminaire n'est pas étonnant, si l’on songe que le procédé ETM requiert un débit d'eau froide d'environ de 2,5 mètres cubes/secondes et par MW produit. C’est donc un upwelling   artificiel  de plus de 7  Sverdrup  que cette flottille exigerait pour fonctionner. Ce qui est d’un ordre de grandeur approchant celui des upwellings naturels !

La publication de G.Nihous montre, s'il en était besoin, l'intérêt des recherches sur les flux naturels de matières et d’énergie dans l’océan qui sont au cœur de l'océanographie physique.  

Comme le montrent les travaux du GIEC (IPCC), les possibilités offertes par les modèles numériques d'océan ou d'atmosphère (éventuellement couplés entre eux), permettent désormais d'évaluer l'impact des activités humaines sur la biosphère. En outre, l'introduction de paramètres biologiques dans ces modèles  devrait permettre à terme de combler la lacune mentionnée ci-dessus (aucune considération des conséquences écologiques).

A noter que l'impact de l'ETM sur l'environnement pourrait ne pas être seulement un objet d'inquiétude : outre sa contribution «énergétique», une exploitation «intelligente» des effluents d’eau froide à des fins biologiques, voire climatiques, sont évoquées par un autre chercheur américain, dans une communication à l’Unesco sur la "Blue Revolution". (Document de Patrick Takahashi accessible sur le site de l'UNESCO à la page 95 du document : "The Potential and Realities of Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC)").

C'est l'une des perspectives du programme de recherche sur les upwellings artificiels auquel le Club réfléchit en espérant que les organismes de recherche prendront le relais, dans le cadre d'une coopération forcément internationale, compte tenu de la nature globale de ce défi.

Le 9 octobre dernier, une avarie du lanceur Rockot, a entraîné la perte du satellite d'observation de la Terre Cryosat.

Conscients de l'enjeu de la mission de ce satellite pour l'étude du changement climatique, les États membres de l’Agence Spatiale Européenne (ESA) ont décidé le 24 février dernier, la fabrication et le lancement d'un deuxième satellite, Cryosat-2. L'objectif de mise sur orbite est mars 2009.

Ce satellite est spécialement conçu  pour évaluer avec précision, les modifications des épaisseurs des glaces continentales (2 mm/an) et des glaces de mer (2 cm/an). En complément aux mesures actuelles par satellite ou terrestre, elles viendront alimenter de nombreuses équipes de recherche par le monde qui travaillent sur la compréhension des phénomènes polaires, influence de l'homme, activité solaire.

Il fera partie d'une flottille de satellites EOS lancés et à lancer par la NASA et l'ESA, spécialisés chacun dans un domaine d'observation de la Terre. 

Le métier du spatial est difficile et risqué. Le développement et la fabrication de Cryosat avaient coûté 136 millions d'euros et duré 5 ans. Compte tenu de l'expérience acquise Cryosat 2 bénéficiera des développement antérieurs, sa fabrication demandera 3 ans et son coût devrait être moindre.

De l'intérêt des mesures permanentes....

Pour en savoir plus sur Cryosat 2 :

http://www.esa.int/esaCP/SEMALGMVGJE_France_0.html

Entre Novembre 1965 et Février 1966, puis en Février 1967 étaient lancés cinq satellites, dont trois au moins -Diapason et les deux Diadème - étaient destinés à faire des mesures de position et de vitesse (du satellite sur son orbite ainsi que de stations sol par rapport au satellite). 

Ils ont permis des progrès spectaculaires des méthodes et instruments de la géodésie spatiale avec une connaissance toujours plus précise de l'orbite ouvrant la voie aux applications à la géodésie au profit notamment de la navigation et de l'altimétrie.

On peut les considérer comme les ancêtres d'Argos, de Doris, de Topex-Poseïdon,  des Jason, et même de... Galileo.

Voir News de Décembre 2005 

La mission de Topex/Poséïdon s'est terminée ce 5 janvier 2006 après la défaillance d'une roue à inertie indispensable à sa stabilisation. En  dépit des prouesses auxquelles les ingénieurs du JPL (Jet Propulsion Laboratory de la NASA) nous ont habitués, il n'a pas été possible d'y remédier.

Avec un enthousiasme bien compréhensible, Le Club des Argonautes a déjà vanté les mérites de cette mission au succès sans précédent :

Trois cent millions de lieues au-dessus des mers
Quinze ans d'altimétrie radar par satellite. Venise Mars 2006

Aussi... est-ce avec satisfaction que nous avons appris, l'approbation par le CNES, le 9 décembre, du lancement du programme Franco-Indien AltiKa : altimétrie radar à une fréquence de 35 GHz pour l'étude de la circulation océanique qui sera opérationnel en 2008 sur un satellite indien Oceansat3.

Le programme AltiKa s'inscrit dans la suite des "systèmes altimétriques couplés" représentés par les missions complémentaires "TOPEX-Poséïdon + ERS1&2" (de 1992 à 2002) , puis par "Jason-1 + Envisat", à partir de 2002. 

Avec le futur Jason-2, (aussi appelé OSTM : Ocean Surface Topography Mission...), il constituera la 3ieme génération de ces "couples de rêve", tels que les chercheurs et ingénieurs du CNES et de la NASA les ont recommandés en 1991, dans un "Livre blanc" sur l'altimétrie spatiale (le "Purple Book"!), remarquable par sa vision à long terme, formulée alors que les rapports du GIEC et la nécessité de disposer de séries temporelles sur le climat étaient encore peu connus... 

Malheureusement, la continuité des observations entre Jason-1 et Jason-2 est fragilisée par le retard pris par Jason-2 qui, dans un monde idéal, aurait du être lancé en 2006, de façon à garantir l'inter-étalonnage de ce système de haute précision avec son prédécesseur Jason-1 (lui même recalé, au cours des 8 premiers mois de sa mission, avec "l'ancêtre TOPEX-Poséïdon"...) 

Souhaitons que Jason-1 connaisse, lui aussi, une longévité record, de façon que la série climatique, homogène et bien étalonnée, entamée en 1992, ne soit pas interrompue ! La capacité des modèles numériques d'évolution du climat à reproduire, au moins en partie, la carte des variations du niveau moyen des mers sur plus de 15 ans peut être un test décisif du réalisme de ces modèles.

Nous évoquons souvent l'importance de la "continuité des moyens d'observations" pour la connaissance de l'évolution de notre Planète (Voir notre rubrique "Géonautique"). A cet égard, les systèmes spatiaux sont les seuls à pouvoir nous offrir des mesures précises, et homogènes sur la Terre entière. 

Mais, aujourd'hui, rien ne garantit la permanence de ces observations de l'océan et du climat ! Les sondages atmosphériques, eux, sont effectués "en routine": l'arrivée d'un nouveau responsable, par exemple à l'Office Météorologique chargé de les faire, ne peut avoir pour effet de retarder ou d'interrompre cette activité... Lorsque nous réussirons à faire en sorte que de précieuses séries temporelles ne soient plus tributaires d'un changement dans telle ou telle Agence Spatiale, la Géonautique, (et sa conséquence naturelle... "la Géoscopie"), sera devenue une réalité ! 

De même qu'il existe des institutions nationales pérennes , réunies au sein de l'Organisation Météorologique Mondiale, pour garantir la prévision météo, (c'est la "Veille Météorologique Mondiale, la VMM"...), de même, il sera nécessaire que de telles institutions nationales se créent pour "océan et climat" et assurent à leur tour une VMOC "Veille Mondiale Océans et Climats" (notamment pour permettre que le débat sur le changement climatique se fonde davantage sur des mesures que... sur des croyances !). Il est vrai que la VMM, poussée par la nécessité de créer des réseaux mondiaux et des procédures d'échanges des observations de l'atmosphère, a fait ses preuves depuis plusieurs décennies. 

Les propos tenus en 1994 par notre collègue de la Météo, Claude Pastre, n'ont pas pris une ride !

"Une liste d'instruments ne constitue pas un système ! Il ne fait aucun doute que les agences spatiales opérant de par le monde soient capables de faire développer tous les instruments dont a besoin la recherche scientifique sur le climat. On peut même penser qu'il y a de bonnes chances qu'elles en fassent voler des prototypes prochainement sur des plates-formes expérimentales; mais il y a loin d'une collection d'instruments prototypes à un système d'observation. Il faut rajouter deux choses au moins :

• un concept de système qui assure la cohérence de toutes les parties pour obtenir un tout capable de remplir une mission prédéfinie, et

• un engagement de continuité qui fasse que l'on dispose d'une série de mesures sur quinze à vingt ans pour être dans les ordres de grandeur des phénomènes auxquels on s'intéresse.

Ces aspects, s'ils sont à peu près acquis en météorologie, commencent à peine à être abordés en matière de climat. On ne voit pas trop aujourd'hui comment ces difficultés seront surmontées car, pour l'instant, aucun organisme ne s'est vu confier la mission de surveiller les évolutions du climat: disposer d'un système d'observation du climat, c'est assurément l'affaire de tous ... est -ce une bonne raison pour que cela ne soit de la responsabilité de personne ?"

12 ans plus tard, des initiatives telles que "Global Earth Observations System of Systems" (GEOSS), et son volet européen GMES, préfigurent, (après GOOS et GCOS), cet avènement nécessaire de la "Geoscopie". Cependant leurs différents éléments continuent à être financés en grande partie comme "de la Recherche", (c'est le cas d'AltiKa).

Reconnaître qu'il s'agit désormais d'une activité opérationnelle, c'est tout l'enjeu de la transition, toujours délicate, de la Recherche aux Applications ! Autre facteur critique: reconnaître que cette activité d'intérêt général ne peut fonctionner sans financement public !

Un accord international, comme pour la météorologie ou la navigation aérienne, devient une urgence !

Comme l'a dit le poète Rafael Alberti: "Il est des portes sur la mer qu'on ouvre avec des mots !" 

Dans son numéro spécial 196 de Janvier 2006, sur les "9 rêves pour changer le monde", le magazine Science et Vie Junior consacre deux pages aux travaux de John Craven au Natural Energy Laboratory of Hawaï Authority : le NELHA dont il fut l'un des promoteurs.

John est le fondateur de "Common Heritage Corporation", une compagnie privée dédiée aux applications commerciales de l'eau froide profonde que l'on peut pomper dans l'océan tropical. Par exemple, le procédé dit "Énergie Thermique des Mers", l'ETM, qui permet de produire de l'électricité. 

John est un vieil ami des Argonautes : on voit sur la photo un des membres du Club dégustant au NELHA une fraise cultivée par un procédé d'irrigation que John avait imaginé il y a plus de 20 ans déjà. 

Si vous êtes intéressés par l'ETM et les innovations similaires : les DOWA - "Deep Ocean Water Application"- nées de son imagination et qui pourraient contribuer "à changer le monde" visitez aussi :

http://www.commonheritagecorp.com ,
http://www.hawaii.gov/dbedt/info/energy/renewable/otec ,
http://www.aloha.com/~craven/

Pour en savoir plus sur l'ETM :

Rubrique Énergie des mers

Pour en savoir plus sur les travaux de John Craven :

IOA Newsletter Vol.9,No.4/Winter 1998

IOA Newsletter Vol.5,No.1/Spring 1994

Les fraisiers de John Craven sont irrigués par la condensation de la vapeur d'eau de l'air tropical sur la surface de tubes déployés dans le sol, et dans lesquels circule de l'eau froide profonde. Les racines au froid et les feuilles chauffées au soleil d'Hawaï, les fraisiers produisent des fruits beaucoup plus sucrés que ceux cultivés "normalement" .