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Le laboratoire - Laboratoire d'Océanographie de Villefranche-sur-Mer
Unité Mixte de Recherche 7093 – CNRS/UPMC

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Aquatic Microbial Ecology

Notre laboratoire, par la personne de Fereidoun Rassoulzadegan, est à l'origine de la revue internationale Aquatic Microbial Ecology (AME). Publiée par Inter ResearchNouvelle fenêtre à partir de 1994, elle fait suite à la revue Marine Microbial Food Webs, publiée par L’Institut Océanographique de Paris depuis 1985. ...

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Chiffres-clé

Effectifs du LOV - Février 2015 (91)
  • Personnel statutaire (54)

- 34 Chercheurs et Enseignants Chercheurs

- 20 personnels techniques et administratifs

  • Personnel non statutaire (37)

- 9 Post-doc

- 10 CDD

- 18 Doctorants

A voir

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Axes de recherche détaillés de l'équipe TEM

Objectifs scientifiques

Thème 1 : Transfert radiatif : aspects fondamentaux et algorithmiques
a) Développement de modèles de transfert radiatif couplé océan/atmosphère en polarisation avec surface agitée

L’équipe TEM travaille en partenariat avec le CNES et la société CS-SI (Toulouse) sur le développement d’un modèle numérique de transfert radiatif vectoriel (i.e., calcul en polarisation) du système couplé océan/atmosphère capable de prédire le rayonnement non polarisé et polarisé dans la couche atmosphérique et marine Ce modèle, appelé OSOAA, sera notamment capable de prendre en compte l’état de rugosité de la surface. Cet outil numérique complet sera exploité pour réaliser différents développements algorithmiques liés à l’optique marine et à la télédétection spatiale tant en océan ouvert qu’en zone côtière. Le modèle OSOAA est une version avancé du modèle OSOA (Chami et al., 2001) développé précédemment.

 

b) Mise au point d’algorithmes pour exploiter les missions satellitaires passées, actuelles et futures dédiées à l’observation des océans.

L’équipe TEM a développé dans le passé plusieurs algorithmes d’inversion des données satellitaires. Récemment, un algorithme de correction atmosphérique (algorithme POLAC, projet ALGOPOL-PNTS) capable de corriger les images multidirectionnelles et polarimétriques du capteur satellitaire PARASOL a été mis au point. En plus de l’estimation des propriétés optiques des aérosols et de la réflectance marine, l’algorithme POLAC permet également d’estimer le rayonnement du soleil qui se reflète sur la mer (sunglint) ainsi que la vitesse des vents océaniques. L’algorithme POLAC sera prochainement implémenté dans la chaine de traitement PARASOL du pôle de données ICARE afin de mettre les produits obtenus à la disposition de la communauté scientifique. L’équipe développera dans les prochaines années (projet SEAPOL-CNES) un algorithme d’estimation des coefficients d’atténuation du rayonnement par les particules marines en océan ouvert et, in-fine, la production primaire marine, à l’aide des propriétés polarimétriques et directionnelles du rayonnement sortant de l’eau. Cet algorithme permettra de préparer également l’exploitation de la future mission spatiale « Multi-Viewing Multi-Channel Multi-Polarization Imaging Mission – 3MI » (Eumetsat/ESA).

- Dans le cadre du lancement en 2015 de la mission d’observation « couleur de l’océan » Sentinel-3 de l’agence spatiale européenne (ESA), l’équipe TEM travaille sur la mise au point d’algorithmes d’estimation de nouveaux paramètres géophysiques tel que le rayonnement photosynthétique disponible pour la photosynthèse (PAR) à partir des spécifications du capteur OLCI (projet MCGS-FUI). Le PAR est une des entrées nécessaire pour l’estimation de la production primaire par satellite.

- L’équipe développe également des méthodes de correction atmosphérique pour exploiter la mission Sentinel 2 de l’ESA dont la forte résolution spatiale (10 m à 60 m) permettra l’observation des écosystèmes lacustres en réponse aux directives cadres européennes et françaises pour le suivi opérationnel de la qualité écologique des lacs (projet TELQUEL-CNES).

d) Développement d’algorithmes bio-optiques de détection des matières en suspension à partir des mesures directionnelles et polarisées du rayonnement océanique

L’équipe TEM a consacré des efforts importants dans le passé au développement d’un instrument goniodiffusiomètre polarisé (projet POLVSM-CNES/UPMC), unique dans la communauté, capable de mesurer les propriétés directionnelles et polarisées des particules marines. Les mesures de l’instrument POLVSM sont désormais exploitées conjointement avec la modélisation du transfert radiatif (modèle OSOAA) pour caractériser le lien existant entre les propriétés physiques (e.g., effets directionnels, polarisation), optiques (e.g., absorption, diffusion) et les propriétés biogeochimiques (concentrations en matières en suspension, fraction organique/minérale) des particules marines. Ces études ont pour but de proposer des algorithmes bio-optiques de détection des matières en suspension.

e) Application du transfert radiatif océanique pour la vision sous marine de robots autonomes

De nombreux véhicules autonomes sous-marins, de type Nautile (Ifremer) ou ROV (Remotely Operated Vehicles) ont été développés par la communauté ces dernières années pour sonder notamment le fond de nos océans. Pour ces robots autonomes, les particules marines qui influencent le signal optique (comme le phytoplancton ou les matières minérales) peuvent constituer une source majeure de rayonnement « parasite » en raison de la quantité de lumière importante qui est renvoyé (rétrodiffusé) vers le robot lorsque celui-ci éclaire la colonne d’eau avec un projecteur de forte intensité (« effet de brouillard »). Ainsi, il est nécessaire de pouvoir quantifier la contribution du rayonnement optique liée à ces particules marines dans le rayonnement reçu par les robots sous-marins afin de pouvoir corriger les images sous-marines acquises mais aussi pour développer des algorithmes de traitement d’images adaptés et plus performants. Dans cet objectif, l’équipe TEM utilise la modélisation du transfert radiatif pour développer des algorithmes de restauration d’images sous-marines visant à accroître la qualité des images mesurées par les robots autonomes. Ces travaux s’effectuent en collaboration avec l’Ifremer/La Seyne sur Mer et l’Institut Fresnel de Marseille (projet ANR OSIFIOST, thèse de M. Susczynski).

Thème 2 : Exploitation des algorithmes satellitaires pour l’étude de l’environnement marin
a) Couplage télédétection optique-océanographie dynamique en zones côtières pour l’estimation des flux de carbone particulaire à l’interface continent-océan

L’équipe TEM s’intéresse également à l’étude des flux de carbone organique particulaire à l’interface continent-océan en s’appuyant sur la télédétection couleur de l’océan. Elle développe, en collaboration avec l’Ifremer-Brest, et l’Université de La Rochelle une approche basée sur la synergie entre les données satellitaires « couleur de l’océan » (MODIS) et la modélisation hydro-sédimentaire 3D (modèle MARS-3D, Ifremer) pour caractériser la dynamique des panaches fluviaux et des flux de matières associés à l’interface continent-océan. Les données optiques fournies par les observations satellitaires sont analysées conjointement avec les sorties du modèle hydrosédimentaire pour évaluer le transport des matières en suspension dans les plumes turbides des fleuves. Le site d’étude principal est le Golfe du Lion (embouchure du Rhône, France) (thèse de Thomas Lorthiois, 2012, post-doctorat de Vincent Le Fouest).

 

b)Impact des aérosols désertiques sur le rayonnement disponible pour la photosynthèse et la production primaire océanique

L’équipe TEM réalise des études visant à mieux comprendre l’impact radiatif des aérosols sur la production primaire océanique à l’aide des données de télédétection spatiale. En particulier, la série temporelle des données acquises par le satellite couleur de l’océan « SeaWiFS » a été exploitée pour estimer l’impact des aérosols désertiques dans l’Océan Atlantique subtropical (Afrique de l’Ouest- Brésil) sur le rayonnement PAR et sur la production primaire phytoplanctonique qui en découle (collaboration avec le Laboratoire d’Aérologie). Les données satellitaires multidirectionnelles et polarimétriques acquises par PARASOL seront prochainement exploitées à l’aide de l’algorithme POLAC (Harmel and Chami, 2011) pour améliorer la qualité de la détection des aérosols désertiques (projet POLDUST-CNES). Ainsi, la série temporelle PARASOL (2005-2013) sera utilisée pour le suivi et le transport des aérosols désertiques au-dessus de l’Océan Atlantique.

LOV - 26/05/15