L'océan recouvre environ 71 % de la surface de la Terre. De la prévision des trajectoires des typhons et du développement des fermes marines à la sécurité de la navigation maritime et à l'atténuation des catastrophes en mer — et même à la recherche sur le changement climatique mondial —, pratiquement toutes les études scientifiques marines modernes reposent sur une ressource essentielle : les données océaniques.

Pour ceux qui débutent dans le domaine marin, le véritable défi n'est souvent pas un « manque de données », mais plutôt une « surabondance de données ». En réalité, les données océaniques n'existent pas isolément ; elles ont évolué vers un écosystème complet englobant « l'observation, la télédétection, la modélisation, l'assimilation et l'analyse intelligente ».

Pourquoi les sciences marines deviennent-elles de plus en plus dépendantes des données ?

Par le passé, l'humanité s'appuyait principalement sur des navires de recherche,stations de bouéeset des observations manuelles pour comprendre l'océan. Bien que cette approche offrait une grande précision, elle souffrait d'une couverture spatiale limitée et de longs cycles d'observation.

Aujourd'hui, grâce aux progrès de la télédétection satellitaire, des plateformes d'observation automatisées, des flotteurs Argo, des modèles numériques et des technologies d'assimilation de données, l'observation des océans est entrée dans l'ère du « Big Data ». Ses caractéristiques principales peuvent se résumer ainsi : une échelle massive, une couverture étendue, une grande rapidité et une richesse multidimensionnelle.

• Le volume de données est passé du niveau du gigaoctet (GB) au niveau du pétaoctet (PB).
• La portée temporelle s'est étendue de quelques décennies à des périodes dépassant le siècle.
• La couverture spatiale englobe désormais l'ensemble des océans du globe.
• Les paramètres observés couvrent de multiples dimensions, notamment la température de surface de la mer, la salinité, les courants océaniques,flots, les champs de vent, les concentrations de chlorophylle, la glace de mer, et bien plus encore.

Parallèlement, la résolution des données ne cesse de s'améliorer : alors que les modèles océaniques globaux présentaient historiquement une résolution courante de 1°, ils progressent désormais vers une résolution de 1/12°, voire à des échelles inférieures au kilomètre. Notre capacité à étudier les structures océaniques à fine échelle — telles que les tourbillons de méso-échelle, les fronts côtiers et les ondes internes — a atteint un niveau bien supérieur à ce qui était possible auparavant.

D'une certaine manière, les sciences marines modernes passent actuellement d'un paradigme « empirique » à un paradigme « fondé sur les données ».

D’où proviennent principalement les données océaniques ?

L'écosystème mondial des données océaniques est constitué collectivement par les organisations maritimes internationales, les centres météorologiques, les systèmes satellitaires et les réseaux nationaux d'observation à travers le monde.

• NOAA (États-Unis) : L'une des sources de données océaniques les plus importantes au monde, fournissant une série de produits de données historiques gratuits, en libre accès et à long terme, notamment la réanalyse NCEP/NCAR, les enregistrements d'observation ICOADS, les données de température de surface de la mer AVHRR et le système de prévision global GFS.
• Europe (ECMWF et ESA) : Les données de réanalyse ERA5 de l'ECMWF sont devenues la source la plus critique de données sur le forçage atmosphérique pour la recherche sur l'interaction air-mer ; la série de satellites Sentinel de l'ESA présente des avantages significatifs en matière de télédétection SAR, d'observation de la surface de la mer de haute précision et de surveillance de la glace de mer.
• Asie (JMA) : Les données COBE-SST de l'Agence météorologique japonaise (JMA) sont largement utilisées dans les recherches concernant le Pacifique Nord-Ouest, l'ENSO et le climat de l'Asie de l'Est.

Quels types de données océaniques existent ?

Les données océaniques modernes sont principalement classées en quatre grandes catégories :données bathymétriques, données de télédétection, données d'observation in situ et données de réanalyse.

Données bathymétriques du fond marin

Cela constitue le fondement de toute recherche océanographique. Si l'on devait comparer la modélisation numérique des océans à la construction d'un bâtiment, la bathymétrie – la profondeur et la topographie du fond marin – en serait la base. Parmi les bases de données bathymétriques mondiales les plus classiques figurent ETOPO et GEBCO ; cette dernière est devenue la carte de référence internationale pour la topographie des fonds marins.

Données de télédétection satellitaire

Ce système constitue l'outil principal de l'observation moderne des océans. Ses principaux atouts résident dans son étendue spatiale, sa fréquence de mise à jour rapide et sa capacité d'observation mondiale simultanée.

• Température de surface de la mer (SST) : Les ensembles de données tels que MODIS, AVHRR et OISST sont largement utilisés dans la recherche sur ENSO, les vagues de chaleur marines, le courant de Kuroshio et les prévisions de pêche.
• Champs de vent à la surface de la mer : principalement issus de satellites diffusiomètres (par exemple, ASCAT, SeaWinds et la série HY-2 de la Chine), ces données sont cruciales pour les études sur les typhons, les vagues générées par le vent et les interactions air-mer.
• Hauteur de la surface de la mer (SSH) : Les satellites altimètres — tels que TOPEX/Poseidon, Jason et HY-2A — surveillent les variations du niveau de la mer, les tourbillons à méso-échelle et la trajectoire du courant de Kuroshio.
• Radar à synthèse d'ouverture (SAR) : Caractérisé par son fonctionnement par tous les temps, de jour comme de nuit et sa haute résolution, le SAR permet d'acquérir des informations sur la surface de la mer, même la nuit ou sous une couverture nuageuse. Il est largement utilisé pour la surveillance de la banquise, des marées noires, des vagues internes, des vagues océaniques et des navires.

Données d'observation in situ

Bien que la couverture spatiale soit limitée par rapport à la télédétection, ces données offrent le plus haut niveau de précision et constituent un point de référence essentiel pour toutes les recherches océanographiques.

• Bouées Argo : Fonctionnant comme des « CTD automatisés » dérivant à travers l’océan mondial, ces flotteurs descendent et remontent périodiquement pour mesurer automatiquement la température, la salinité et la pression, et transmettent les données en temps réel. Les milliers de flotteurs Argo actuellement déployés dans le monde constituent collectivement le plus vaste réseau d’observation océanique de l’histoire.
• Observations CTD : Ces instruments restent l’« équipement standard » des levés océanographiques, fournissant des profils de température et de salinité de haute précision.

Quel avenir pour les données océaniques ?

La trajectoire future du développement des données océaniques est claire et résolue :

• Résolution supérieure : passage d’une résolution à l’échelle du kilomètre à une résolution à l’échelle de la centaine de mètres.
• Amélioration des capacités en temps réel : mise en place progressive d’un système « océan en temps réel » complet.
• Fusion multi-sources : intégration de satellites, de bouées, de modèles numériques, de plateformes sans pilote et d'IA pour un fonctionnement concerté.
• Intelligence artificielle : L'intelligence artificielle est désormais profondément ancrée dans les sciences marines, englobant la prévision océanique pilotée par l'IA, la reconstruction des données manquantes, la détection des tourbillons, la récupération des données de télédétection, et bien plus encore.

Les sciences marines entrent dans une ère nouvelle :

| Mégadonnées océaniques + Intelligence artificielle = Le moteur principal de la recherche océanographique future

Nous croyons fermement que la véritable valeur des données réside dans leur acquisition efficace, leur interprétation approfondie et leur application intelligente.

J'ai hâte de pouvoir échanger avec vous pour une conversation plus approfondie.