INDOMIX

Contexte et objectifs

Le mélange vertical des eaux est une composante essentielle au maintien de la circulation thermohaline. Cette circulation océanique globale est la circulation permanente à grande échelle de l'eau des océans, engendrée par des écarts de température et de salinité des masses d'eau, la salinité et la température ayant un impact sur la densité de l'eau de mer. Les eaux refroidies et salées plongent au niveau des hautes latitudes (Norvège, Groenland, etc.) et descendent vers le sud, à des profondeurs comprises entre 1 et 3 km. Elles sont alors réchauffées sous les tropiques, via un mélange vertical, et remontent à la surface où elles se refroidissent à nouveau, et ainsi de suite au travers de courants à forte composante latitudinale transverse. De plus, dans ces régions tropicales, ces remontées d’eaux froides sont susceptibles d’influencer le climat car elles modifient  la température des eaux de surface qui elle même agit sur l'atmosphère (formation de nuage et intensification des vents).

L’énergie mécanique nécessaire à ce mélange vertical des eaux provient en grande partie du déferlement d’ondes internes  qui se propagent à l’intérieur de l’océan, et dont la moitié est forcée par la marée de surface. De telles ondes sont générées lorsque les eaux profondes, en mouvement du fait de la marée, rencontrent un relief sous-marin. Elles se propagent alors sur des distances très variées, jusqu’à s’atténuer ou déferler si elles deviennent instables. Comme dans le cas d’une vague de surface, le déferlement de ces ondes produit un mélange considérable des eaux à l’interface des deux couches de densité différentes. L’ampleur de ce mélange dépend principalement de l’amplitude et des mécanismes de déferlement de l’onde interne, lesquels sont fonction de la stratification des eaux et de la latitude. Ces mécanismes de déferlement ainsi que la distribution spatiale très hétérogène des zones de fort mélange, tant sur la verticale que sur l’horizontale, sont encore très mal connus.

La région indonésienne est une région de forte génération d’ondes internes de marée dont une part significative est vraisemblablement dissipée dans la thermocline. La campagne INDOMIX a pour objectif de mesurer ces ondes et de produire des estimations de leur taux de dissipation. Elle fournira pour la première fois des mesures de microstructure (mesures très fines de température, salinité et vitesse des eaux) qui, menées de pair avec des mesures classiques, à plus grande échelle, de ces mêmes paramètres (courantométrie et hydrologie), permettront de caractériser le mélange intense lié à la marée.

Dates et lieux

La campagne se déroulera dans l’archipel Indonésien du 9 au 19 juillet 2010. Elle commencera par des mesures dans la mer d’Halmahera (130°E, 1°S) et dans la mer de Banda (126°E, 6°S), puis se terminera par des mesures dans le détroit de Ombai (125°S, 8°S).

Moyens déployés

Il s’agit d’une part de déterminer la dissipation d’énergie grâce à des mesures de microstructure (profileur de microstructure équipé de capteurs très haute fréquence de température et de cisaillement (lorsque deux masses d’eaux contiguës se propagent en sens inverses), résolution verticale allant du cm au mm) et d’autre part de caractériser le champ d’ondes internes à l’aide de mesures classiques d’hydrologie et de courantologie (respectivement profils CTD et LADCP, résolution verticale allant de 10 à 1 m). Ces mesures conjointes permettront de relier les propriétés du champ d’ondes internes au niveau de turbulence. Elles seront réalisées en point fixe pendant 24 heures pour couvrir un cycle de marée diurne.

Soutiens

Le projet INDOMIX est soutenu par l’INSU (LEFE CYBER-IDAO) et une demande ANR est en cours. Il bénéficie également des soutiens logistiques de la DT-INSU et de l’IPEV.

Partenaires

CNRS/INSU, Institut Pertanian Bogor (IPB, Indonésie), Lamont-Doherty Earth Observatory (LDEO, USA)

Laboratoires français impliqués

LEGOS et LOCEAN.