Simulation de la marée dans l'océan Indien austral

Un nouveau modèle de marée, régional et haute résolution, a été développé pour la région australe de l'océan Indien. Il a permis d'améliorer nettement la simulation des marées dans les zones côtières, ainsi que sous la plate-forme de glace d'Amery en Antarctique. Ce modèle permettra à l'avenir de mieux corriger les données satellitaires des effets de la marée dans cette région.

Les plates-formes de glace dues à l'écoulement des glaciers dans l'océan représentent plus de 10% de la surface du continent Antarctique. Leur contact direct avec l'océan d'une part et l'atmosphère d'autre part en font des composantes importantes du climat. Il est donc important de pouvoir établir leur bilan de masse et il est nécessaire pour cela de connaître leurs mécanismes d'interaction avec l'océan et l'atmosphère. Ces mécanismes interviennent dans la fonte de la glace, le regel de l'eau en contact avec la glace et le vêlage d'icebergs, et sont liés à des processus tels que la circulation thermohaline ou encore la marée.

Les chercheurs du LEGOS se sont intéressés à la modélisation de la marée dans la région australe de l'océan Indien, une région qui inclut la plate-forme de glace d'Amery, la plus grande de la côte Est Antarctique. Une telle étude est en effet d'une importance toute particulière dans la mesure où la marée constitue la variabilité principale des déplacements verticaux à hautes fréquences de ces plates-formes. Connaître précisément ces effets de la marée permettra de s'affranchir de cette variabilité au niveau des données satellitaires et ainsi d'étudier les autres causes de variation de l'élévation des plates-formes (accumulation de neige, fonte de la glace en contact avec la mer...).

Bien que les récents modèles de marée (FES2004, TPXO) aient amélioré la connaissance de la marée dans l'océan Austral, celle-ci restait jusqu'à présent limitée pour plusieurs raisons:
- le manque d'observations in situ, notamment de bathymétrie (1) et de niveau de l'océan, dans ces régions ;
- le manque d'observations satellitaires pour la marée, la couverture des principaux satellites d'observation (Topex-Poséidon, Jason) ne dépassant pas 66°S ;
- la mauvaise définition du trait de côte et de la bathymétrie autour de la côte Antarctique.

Les chercheurs du LEGOS ont donc mis en place un nouveau modèle régional de marée. Pour ce faire, ils ont utilisé le modèle hydrodynamique aux éléments finis MOG2D/TUGO, qui améliore la simulation de la marée dans la partie australe de l'océan Indien et en particulier le long de la côte Antarctique, ainsi qu'une nouvelle définition du trait de côte le long de la plate-forme de glace d'Amery et une nouvelle bathymétrie générée par une méthode originale combinant les données in situ de sondages bathymétriques et les observations GPS à la surface de la plate-forme. Ce nouveau modèle leur a permis d'obtenir de nouvelles simulations très précises de la marée dans cette région. La comparaison des composantes de marée (amplitudes et phases) observées, issues de données GPS et de marégraphes, et modélisées met en évidence que ce nouveau modèle donne des résultats plus proches de la réalité que les modèles précédents et permet donc d'améliorer la connaissance de la marée dans cette région et de ses effets sur les plates-formes de glace

Un autre projet, le projet CRACICE (Collaborative Research into Antarctic Calving and Iceberg Evolution), fédère une dizaine de pays autour d'un thème connexe: le vêlage des grands icebergs et leur devenir. La composante française (Benoît Legrésy, LEGOS) s'attache au suivi de la langue glacière du glacier Mertz, proche de la Terre Adélie, situé à environ 200 kilomètres de la base de Dumont d'Urville. S'il y a un vêlage de très grand iceberg pendant l'Année Polaire Internationale, il est clair que ce sera celui de ce glacier. Le futur iceberg a une superficie de 75 par 25 kilomètres pour une épaisseur d'environ 400 mètres. Un ensemble de balises GPS a été conçu et réalisé par le LEGOS en vue de leur installation sur ce glacier. Ces balises seront déployées autour de la zone de séparation, sur les autres parties de la langue de glace et sur le glacier en amont de la ligne d'échouage, pour ausculter et suivre en direct ce vêlage annoncé et en comprendre et quantifier l'impact sur l'écoulement en amont, l'une des grandes inconnues du devenir de la calotte antarctique.

Note
(1) La bathymétrie est la mesure des profondeurs de l'océan pour déterminer la topographie du sol au fond de la mer.