La campagne internationale WHIRLS : comprendre le rôle des structures océaniques de fine échelle dans le climat et les écosystèmes
Du 20 juin au 29 juillet 2026, la campagne océanographique internationale WHIRLS (The impacts of ocean fine-scale whirls on climate and ecosystems) se déroule au large de l’Afrique du Sud, dans le système du courant des Aiguilles. Cette campagne multidisciplinaire vise à mieux comprendre le rôle des structures océaniques de fine échelle dans les échanges de chaleur, de carbone et de nutriments entre l’océan et l’atmosphère, ainsi que leur influence sur la dynamique des écosystèmes marins.
WHIRLS constitue la campagne centrale du projet ERC Synergy WHIRLS, financé par le Conseil européen de la recherche (ERC). Elle réunit des équipes de recherche de GEOMAR (Allemagne), de l’ENS–PSL (France), de l’Université de Göteborg (Suède) et de l‘Université du Cap (Afrique du Sud). En France, le projet bénéficie du soutien de l‘IR* Flotte Océanographique Française, du CNRS-INSU, du CNES et de l’infrastructure de recherche Data Terra, à travers les pôles ODATIS (océan), AERIS (atmosphère) et PNDB (biodiversité).
Un laboratoire naturel exceptionnel
Le système du courant des Aiguilles est l’un des courants de bordure ouest les plus énergétiques et les plus complexes de l’océan mondial. Il joue un rôle majeur dans les échanges entre les océans Indien et Atlantique, contribue à la circulation océanique globale et influence le climat à l’échelle régionale et mondiale.
Au sein de ce système se développent des structures océaniques de fine échelle — tourbillons, fronts et filaments — dont les dimensions s’étendent de quelques kilomètres à quelques dizaines de kilomètres. Bien que discrètes et de courte durée de vie, ces structures contrôlent une part importante des échanges verticaux de chaleur, de carbone et de nutriments, favorisent la séquestration du carbone et structurent les écosystèmes marins. Leur faible taille et leur évolution rapide rendent toutefois leur observation particulièrement difficile.
Une stratégie d’observation intégrée
La campagne WHIRLS met en œuvre une stratégie d’observation sans précédent, combinant observations in situ et mesures satellitaires à haute résolution spatiale et temporelle. Les propriétés physiques, chimiques, biologiques et biogéochimiques de l’océan sont mesurées simultanément afin de caractériser les interactions entre l’océan, l’atmosphère et les écosystèmes marins.
Le dispositif déployé comprend deux navires de recherche — le Marion Dufresne (Flotte Océanographique Française) et le SA Agulhas II (Afrique du Sud) — ainsi qu’un profileur remorqué MVP300 (Moving Vessel Profiler), près de 200 dériveurs de surface, des gliders sous-marins, des flotteurs profileurs biogéochimiques et des drones marins. Cette combinaison d’observations permet de documenter les processus océaniques avec une résolution inédite.
Un appui essentiel du satellite SWOT
La campagne est étroitement coordonnée avec les observations du satellite SWOT, développé conjointement par le CNES et la NASA. Grâce à son altimètre interférométrique à large fauchée KaRIn, SWOT observe les variations de la surface de l’océan à une résolution cinq à dix fois supérieure à celle des missions altimétriques conventionnelles.
Les mesures acquises durant la campagne serviront à valider les observations satellitaires et à évaluer la capacité de SWOT à restituer la dynamique des structures de fine échelle. Elles contribueront notamment à améliorer l’estimation des vitesses verticales dans l’océan, un paramètre essentiel pour quantifier les échanges de chaleur, de carbone, de nutriments et d’autres traceurs entre la surface et les couches profondes.
Mieux comprendre les échanges océan-atmosphère
Les échanges de chaleur, de carbone et de matière entre l’océan et l’atmosphère jouent un rôle déterminant dans la régulation du climat. Une part importante de ces transferts est assurée par des mouvements verticaux associés aux structures de fine échelle, dont les dimensions caractéristiques sont comprises entre un et dix kilomètres.
Ces vitesses verticales demeurent aujourd’hui très difficiles à mesurer directement en mer. En combinant observations in situ, mesures satellitaires et modélisation numérique, la campagne WHIRLS permettra de mieux caractériser ces processus et d’améliorer leur représentation dans les modèles océaniques et climatiques. Les résultats attendus contribueront à une meilleure compréhension du rôle de l’océan dans le système climatique et de son influence sur les écosystèmes marins.
Support aux campagnes d’AERIS
La campagne WHIRLS bénéficie du service de support aux campagnes du pôle AERIS. Le centre de données AERIS/ESPRI a dans ce cadre développé le site opérationnel de campagne . Ce site opérationnel comprend plusieurs fonctionnalités permettant d’aider au mieux les scientifiques durant la campagne :
- Suivi et visualisation en temps réels sur la carte des différentes plateformes (bateaux, drifters, gliders…)
- Intégration de différents produits de prévisions atmosphériques provenant du centre météorologique européens ECMWF. Différents produits de prévisions océaniques sont à venir.
- Calendrier de passage des différents satellite (SWOT, Sentinel 1A et 1C)
- Dépôt et visualisation de quicklooks des données de la campagne
- Outil de prévision de trajectoire des ballons
Support aux campagnes en mer : le service AdaC
L’efficacité de l’échantillonnage in situ de structures aussi dynamiques que des filaments ou des fronts repose sur une stratégie adaptative. À ce titre, le support aux campagnes en mer « service AdaC » (Adaptive Campaign), apporte un support crucial à la campagne. Le service AdaC est opéré par le CTOH avec le soutien du CNES, et intégré à l’offre de l’IR* Flotte Océanographique Française (FOF) ainsi qu’à l’offre de services du pôle ODATIS.
Ce service fournit quotidiennement aux chefs de mission des bulletins océaniques basés sur le logiciel SPASSO (extrait ci-contre et accès au bulletin du 26 juin 2026 au format pdf). En analysant en temps réel les données satellites multi-capteurs (altimétrie, température de surface, couleur de l’eau), AdaC permet de guider les navires et les instruments autonomes vers les zones de forts gradients physiques et de richesse biologique. Des cartes de produits d’analyse Lagrangienne sont également générées et fournies afin d’étudier les dynamiques physiques de fine échelle en place au moment de l’échantillonnage.
Cette campagne illustre parfaitement la collaboration entre les différents pôles de Data Terra et la nécessaire complémentarité de nos services !
Plus d’informations :
- Communiqué de presse “WHIRLS : une campagne océanographique internationale observe pour la première fois l’océan, l’atmosphère et le vivant ensemble”
- sur le site ODATIS: le service AdaC, soutien aux campagnes en mer
