Programme PROOF - Institut national des sciences de l`Univers

Programme PROOF
ANNEXE 4
Fiches "bilan projets"

TABLE DES MATIERES ANNEXE 4
ACTION...................................................................................3
APPLE ...................................................................................10
BARMED...............................................................................16
BIOSOPE ..............................................................................26
DIAPAZON ...........................................................................33
FLAMENCO2 .......................................................................39
FORAMPROX.......................................................................53
GeP&CO ................................................................................ 60
KEOPS...................................................................................66
MELISSA ..............................................................................72
OCEVAR................................................................................ 77
PECHE ..................................................................................83
POMME.................................................................................91
PROXSi................................................................................104
PROMESO ..........................................................................109
SUBMESO...........................................................................116
SINPAS................................................................................123
UVECO ................................................................................ 129
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Annexes : fiches bilan projets PROOF (2002-2005) 2

ACTION
I RESUMES
Résumé étendu
1. Objectifs. Les deux principaux objectifs du projet ACTION sont: a) l’estimation des flux
de CO2 à travers l’interface air-mer en Méditerranée à partir de la pCO2 de surface ;
b) l’estimation du contenu et de la pénétration du CO2 anthropique dans la mer
Méditerrané.
2. Stratégie. La stratégie repose à la fois sur l’expérimentation et la modélisation. Les
échantillons d’eau de la mer Méditerranée proviennent a) d’un suivi mensuel au site
DYFAMED pour les mesures du TCO2 et de l’alcalinité totale (TA) ; b) d’un suivi
bimensuel au site SOLA (près de Banyuls/Mer); c) de la campagne BOUSSOLE-AOPEX
(CNRS-LOV) qui vise à calibrer les images satellites de la couleur de l’océan. De plus,
trois collaborations internationales permettent d’acquérir d’autres mesures des paramètres
du système CO2 : a) avec la Grèce (programme PLATON de l’EGIDE) ; b) avec l’Algérie
dans le cadre du CMEP (Comité Mixte Interuniversitaire Franco-Algérien) ; et c) avec la
Syrie dans le cadre d’une coopération entre la compagnie TOTAL SYRIE, DAMASCUS
et l’université de Perpignan pour une série de campagnes GEOMS, le long de la côte
syrienne. Pour le volet modélisation, le traitement des données Medatlas 2002 est une
étape importante (tri, validation). La stratégie consiste à utiliser cette base de données
pour estimer la concentration de CO2 anthropique.
3. Résultats. Au site Dyfamed, les mesures de TA et TCO2 dans le cadre du projet ACTION
permet d’étendre la base de données constituée au cours de la période 1998-2001 (thèse de
Bégovic, 2001). L’analyse des profiles montrent que la couche de surface (0-200m) est
très marquée par l’activité biologique. Les flux de CO2 à l’interface air-mer sont
alternativement sortant et entrant selon les saisons. Au site SOLA, la période
d’échantillonnage s’étend d’octobre 2002 à août 2004, 2 à 3 fois par mois et à deux
profondeurs (3m et 24m). Les mesures de TA témoignent d’une très faible variabilité et il
n’existe pas de corrélation significative entre TA et la salinité. Plus de 150 échantillons
ont été prélevé et analysés pour le TCO2 et AT dans le cadre de la campagne
BOUSSOLE-AOPEX. En utilisant la banque de données Medatlas, les premières
climatologies pour le TCO2 et TA à l’échelle de la Méditerranée ont été obtenues.
Combinées à celle de l’oxygène, les premières estimations du CO2 d’origine anthropique
ont pu être calculées. Le niveau de contamination est bien plus marqué que dans l’Océan
Atlantique, avec de fortes concentrations en profondeur.
Extended abstract
1. Objectives. The two main objectives of the ACTION project are: a) to estimate the air to
sea flux of CO2 in the Mediterranean Sea from the surface pCO2; b) to estimate the
content and the penetration of anthropogenic CO2 in the Mediterranean Sea.
2. Implementation plan. The strategy is based simultaneously on experimental work and
modelling. The Mediterranean Sea water samples were collected a) monthly at the site
DYFAMED for measurements of TCO2 and total alkalinity (TA); b) twice monthly at the
SOLA site (near Banyuls/Mer); c) during the BOUSSOLE-AOPEX (CNRS-LOV) cruise
of which the main objective is to calibrate ocean colour images from satellites. Three
international collaborations also exist to acquire additional measurements of carbonate
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Annexes : fiches bilan projets PROOF (2002-2005) 3

system parameters: a) with Greece (programme PLATON of EGIDE); b) with Algeria
into the CMEP (Comité Mixte Interuniversitaire Franco-Algérien); and c) with Syria
thanks to a cooperation with between the company TOTAL SYRIE, DAMASCUS, and
the University of Perpignan for several GEOMS cruises along the Syrian shore. For the
modelling section, the Medatlas 2002 data processing is an important step (sorting,
validation). Furthermore, this database is used to estimate the concentration of
anthropogenic CO2.
3. Results. At the Dyfamed site, the follow-up of TA and TCO2 in the ACTION project
increases significantly the size of the database built during the period 1998-2001 (PhD
thesis of Bégovic, 2001). The analysis of profiles shows that the surface layer (0-200m) is
largely influenced by the biological activity. CO2 fluxes at the air-sea interface are
alternatively outgoing and incoming depending on the season. At the SOLA site, 2 to 3
times per month, samples were collected at two depth levels (3m and 24m) from Oct.
2002 to August 2004. Measurements of TA show a very little variability and there is no
significant correlation with salinity. More than 150 samples were collected and analysed
for TCO2 and AT during the BOUSSOLE-AOPEX cruise. Using the Medatlas database,
the first climatologies for TCO2 and TA of the whole Mediterranean Sea have been
computed. Combined to the climatology for oxygen, the first estimates for anthropogenic
CO2 have been computed. The level of contamination of Mediterranean waters is higher
than those of the Atlantic Ocean, with high concentrations of anthropogenic CO2 in the
deep layers.
II BILAN SCIENTIFIQUE
Les deux principaux objectifs du projet ACTION sont : a) l’estimation des flux de CO2 à
travers l’interface air-mer en Méditerranée à partir de pCO2 de surface ; b) l’estimation du
contenu et de la pénétration du CO2 anthropique dans la mer Méditerranée
EXPERIMENTATION : les échantillons d’eau de mer de la Méditerranée que nous avons
analysés proviennent principalement de trois sources : le site DYFAMED, le site SOLA et la
campagne BOUSSOLE-AOPEX.
DYFAMED (situé sur la radiale Nice-Calvi) : Un suivi des variations spatiotemporelles de
TCO2 et des flux de CO2 à l’interface air-Mer avait été entreprit de 1998 à 2001 au cours
d’une thèse par Begovic (Begovic, 2001). Dans le cadre du programme ACTION nous avons
poursuivi les échantillonnages dans le but de compléter les données en AT et TCO2 à
DYFAMED. TA et la salinité ont la même répartition dans la colonne d’eau. Les eaux les plus
riches en TCO2 et en AT correspondent aux eaux de la LIW (Levantine intermediate Water)
caractérisée par les plus fortes valeurs en salinité (38.6). La couche de mélange (0 - 200m) est
la zone la plus influencée par les processus biologiques et physiques. En effet les eaux de
surface au mois de mars et avril présentent une homogénéisation de la salinité et de la
température jusqu’à 250m de profondeur alors que la période estivale est caractérisée par une
stratification marquée des eaux aussi bien en température qu’en salinité. Cette période estivale
est marquée par les plus faibles concentrations en AT et en TCO2 dans les eaux de surfaces. Il
a été possible d’estimer le CO2 anthropique par la méthode TROCA (Touratier et Goyet,
2004) à partir des données de CTD : les résultats montrent que les eaux de surface sont plus
riches que les eaux profondes. D’autre part, les valeurs les plus élevées sont enregistrées
d’août à septembre 2003 et de mars à juin 2004, donc pendant la période estivale.
SOLA (situé dans la baie de Banyuls sur Mer): Un suivi bimensuel au site SOLA a été
réalisé. L’échantillonnage à la bouée SOLA a été effectué 2 à 3 fois par mois, d’octobre 2002
à août 2004, à 3m et 24m. Tous les prélèvements effectués jusqu’en Mai 2004 ont déjà été
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analysés, ils montrent que le profil de AT présente peu de variabilité sur l’ensemble des
données. Les valeurs minimales sont observées fin septembre (2518 µmol/kg) et les
maximums sont observés dans la zone des 3m (2550 µmol/kg en novembre et 2563 µmol/kg
en février). Comparées aux zones hauturières, la salinité et AT ne présentent aucune
corrélation significative. Pour ce qui est du TCO2, l’ensemble des données n’a montré aucune
différence significative entre 3 et 24m sur l’ensemble de la période. Cependant, la différence
est significative entre Mai et Octobre 2003. A cette période, le profil de température met en
évidence une stratification des eaux avec des eaux plus chaudes en surface (maximum 25°C
en Août) et plus froides à 24m (minimum à 15°C). Le TCO2 et la température sont
significativement corrélés avec un r2=0.77. Cette stratification correspond à une baisse du
TCO2 et de l’O2 dissous dans les eaux de surface. Le réchauffement des eaux de surface rend
plus difficile la dissolution des gaz et entraîne un flux de CO2 de l’océan vers l’atmosphère.
Campagne BOUSSOLE-AOPEX (au large de Nice): Nous avons eu l’opportunité de
participer à la campagne BOUSSOLE-AOPEX organisée par le CNRS-LOV. Ce projet visait
principalement à acquérir des données d’optique pour calibrer les images satellites de la
couleur de l’océan. Nos objectifs étaient 1) d’étudier la répartition spatiale des paramètres
alcalinité totale (AT) et TCO2 dans ces zones où les données sont quasi-inexistantes et 2)
d’étudier les variations spatio-temporelles des mêmes paramètres sur la zone la plus
influencée par les échanges océan-atmosphère et par l’activité biologique (entre 0 et 200m).
Plus de 150 échantillons ont ainsi été prélevés, environ le tiers des mesures à été effectué à
bord, les autres échantillons ont été conservés et sont actuellement mesurés au laboratoire
BDSI à l’université de Perpignan.
MODELISATION :
Traitement des données de la base Medatlas : L’objectif étant d’estimer la concentration du
CO2 anthropique en Mer Méditerranée, nous nous sommes particulièrement intéressés à la
banque de données MEDATLAS 2002 qui regroupe les mesures de nombreuses variables, à
l’échelle de toute la Méditerranée et sur plusieurs décennies.
Le plan de détermination du CO2 anthropique que nous avons suivi est
schématiquement représenté par la Figure 1.
Figure 1
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