Les conditions hydrographiques

Publié le 17 octobre 2019 — Modifié le 28 septembre 2020

L'hydrographie est une science appliquée qui vise à étudier, décrire, mesurer et cartographier les étendues d’eau (océans, mers, zones côtières, lacs et rivières). Elle traite également de leur évolution dans le temps.

Dans les eaux marines, les conditions hydrographiques sont multiples : les vagues, la marée, les courants, la bathymétrie, la nature des fonds, la turbidité, la température et la salinité. Essentielles, elles représentent les facteurs non-vivants d’un écosystème (dits abiotiques) et interagissent avec les facteurs vivants.

Les mers et océans représentent 71% de la planète divisés en 3 océans : le Pacifique, l’Atlantique et l’Indien. Un quatrième océan, l’océan Austral, permet de délimiter la zone antarctique.

Propriétés physico-chimiques

Les deux paramètres principaux dans les océans sont la température et la salinité : ils varient de manière importante tant horizontalement que verticalement. En effet, la profondeur moyenne des océans qui approche les 4000m ainsi que les différences de climats entre la zone équatoriale et les zones polaires sont à l’origine de ces variations.

La température moyenne de surface des océans s’élève à 17,5°C, allant de -1°C aux pôles à 30°C au niveau de l’équateur. Au niveau du plancher océanique, aux alentours de 4000 m de profondeur, la température est homogène sur tout le globe, avoisinant le 0°C. La différence de température entre la surface et le fond en zone tropicale est donc importante. La thermocline sera plus prononcée qu’en milieu tempéré ou polaire (Figure 1).

Comme pour la température, les variations de salinité à la surface des océans sont importantes, allant d’une valeur de 29 en eaux polaires à 37 en zone équatoriale. En profondeur (environ 4000m), la salinité se stabilise aux alentours de 34,5.

La température et la salinité déterminent la densité de l’eau qui est un paramètre fondamental pour étudier la dynamique des océans. La variation de densité est à l’origine des courants.

Hydrodynamisme

Il existe deux types de mouvements : les mouvements  périodiques, générés par les vagues, la houle, les marées, et les mouvements non périodiques issus des courants.

  • Courant de surface

A l’échelle du globe, les courants de surface sont principalement représentés par les gyres. Les gyres sont des mouvements circulaires de grande échelle, dont le sens de rotation diffère en hémisphère nord et sud (Figure 2). Un gyre subtropical dans l’océan Indien existe en continu, similaire à celui de l’Atlantique et du Pacifique sud. Le nord de l’océan Indien est fermé par des terres : dans cette zone, un gyre saisonnier est associé à la mousson indienne. Le courant circumpolaire antarctique qui tourne autour de l’antarctique est un des plus puissants de la planète.

A plus petite échelle, il existe des tourbillons, comme par exemple dans le Canal du Mozambique. Selon leur sens de rotation, ces tourbillons peuvent provoquer des « upwelling », c’est-à-dire des remontés d’eau profondes froides, ou inversement des « downwelling ».

Les upwelling côtiers existent également, comme par exemple l’upwelling saisonnier de Somalie dans l’océan Indien.

En plus des gyres et courants, la circulation atmosphérique peut influencer les courants de surface : c’est ce qui est appelé le couplage océan-atmosphère, où les paramètres comme le vent, l’évaporation, les précipitations, la température rentrent en jeu.

  • Courant en profondeur

Les courants en profondeur sont issus d’une alternance de mise en mouvement des courants profonds et des courants de surface, et ce, à l’échelle de la planète. C’est ce qui est appelé la circulation thermo-haline (Figure 3). Comme l’indique son nom, deux paramètres principaux interviennent : la température et la salinité.

C’est la différence de température et de salinité entre les masses d’eau qui provoque cette mise en circulation entre les courants en profondeur et de surface. Les eaux froides plus denses vont entraîner un courant profond, qui remontera lorsque les eaux se réchaufferont. Une goutte d’eau, mettrait 1000 ans à faire le circuit complet. La circulation thermo-haline joue un rôle clef dans la régulation du climat.

Dans l’océan Indien, les eaux du fond proviennent directement de l’Antarctique.

Influence sur la faune

La répartition du phytoplancton va entre autre dépendre des courants océaniques. Des eaux plus froides seront chargées davantage en nutriments, base de l’alimentation du phytoplancton. De ce fait, le phytoplancton sera retrouvé en plus grande densité dans les eaux froides, comme en antarctique (site d’alimentation pour les baleines), à l’inverse des eaux tropicales oligotrophes.

Les upwelling en milieu tropical occasionnent des remontées d’eau froide ce qui favorise la productivité (c’est le cas de  l’upwelling saisonnier de Somalie). Les tourbillons générant des upwelling peuvent également jouer un rôle important au niveau de la production primaire (exemple des tourbillons méso-échelle dans le canal du Mozambique). Il peut y avoir des effets upwelling selon le sens de rotation du tourbillon (influencé par les courants de surface), et donc une plus grande densité de phytoplancton à un niveau très local et selon les saisons.

Du fait de sa fermeture au nord, l’océan indien est un océan plus complexe à étudier qui fonctionne différemment des autres océans. Il joue un rôle clef dans la régulation du climat, et de nombreux enjeux existent pour les populations humaines et la biodiversité marine.

Accès aux données

  • Cartographie des simulations de température de l'eau, vitesse et direction du courant, hauteur significative des houles autour de La Réunion (projet Hydrorun, 2009-2012) : accès à la Carte