WHIRLS « The impacts of ocean fine-scale whirls on climate and ecosystems » est une campagne centrale du projet Synergy WHIRLS financé par le Conseil Européen de la Recherche (ERC), et réunit une expertise internationale portée par GEOMAR (Allemagne), l’ENS-IPSL (France), l’Université de Göteborg (Suède) et l’Université du Cap (Afrique du Sud). En France, le projet bénéficie de l’appui de l’IR* Flotte Océanographique Française, du CNRS–INSU, du CNES et de l’infrastructure de recherche Data Terra via les services des pôles (ODATIS pour l’océan, AERIS pour l’atmosphère et le PNDB pour la biodiversité).
La campagne WHIRLS se déploie dans le système du courant des Aiguilles, un système de courant de bordure ouest d’une grande complexité dynamique, qui joue un rôle central dans les échanges interocéaniques entre les océans Indien et Atlantique, ainsi que sur la circulation océanique mondiale, exerçant ainsi une influence majeure sur le changement climatique régional et mondial.
A plus petite échelle, les structures de fines échelles — tourbillons, fronts et filaments — qui s’étendent sur quelques kilomètres à quelques dizaines de kilomètres, jouent un rôle prépondérant dans le transport vertical des nutriments, la séquestration du carbone et l’organisation spatiale des écosystèmes. Ces structures sont souvent difficiles à distinguer car spatialement très petites et d’évolution rapide dans le temps.
La singularité de cette campagne réside dans des observations multi-capteurs in situ et satellite, à haute résolution spatiale et temporelle des propriétés physiques, biologiques, chimiques, et biogéochimiques afin de mieux comprendre des processus de couplage jusqu’ici étudiés de manière fragmentée.
Pour caractériser ces structures de fines échelles dans cette zone complexe, un dispositif d’observation est mis en place avec 2 navires de recherche (Marion Dufresne (FOF), SA Agulhas II d’Afrique du Sud), le MVP300 (Moving Vessel Profiler), ~200 dériveurs de surface, gliders sous-marins, des flotteurs profileurs biogéochimiques et des drones marins.
La campagne WHIRLS est aussi stratégiquement couplée aux observations du satellite SWOT (CNES/NASA), dont l’altimétrie à large fauchée, KaRIn, permet de résoudre des structures de surface cinq à dix fois plus fines que les missions altimétriques conventionnelles. Les données recueillies insitu serviront de référence pour valider les capacités de SWOT à reconstruire la variabilité de fine échelle, et notamment à estimer les vitesses verticales au sein de l’océan, une grandeur physique critique pour le bilan énergétique global.
Les échanges océan-atmosphère de chaleur, de carbone, de nutriments et d’autres traceurs sont transportées entre la surface et les profondeurs par des courants s’étendant sur une vaste gamme d’échelles spatiales. Les vitesses verticales (de l’ordre de 1 à 10 km) sont essentielles à ce transport, mais leur mesure directe dans l’océan est notoirement difficile.
(ci-contre) Schéma adapté de la présentation « Reconstruction of Southern Ocean vertical velocities from SWOT and a km-scale regional simulation using 3 independent methods (avec l’aimable autorisation de Elisa Carli, Yann-Treden Tranchant. DOI 10.24400/527896/a03-2025.4070
L’efficacité de l’échantillonnage in situ de structures aussi dynamiques que des filaments ou des fronts repose sur une stratégie adaptative. À ce titre, le support aux campagnes en mer « service AdaC » (Adaptive Campaign), apporte un support crucial à la campagne. Le service AdaC est opéré par le CTOH avec le soutien du CNES, et intégré à l’offre de l’IR* Flotte Océanographique Française (FOF) ainsi qu’à l’offre de services du pôle ODATIS.
Ce service fournit quotidiennement aux chefs de mission des bulletins océaniques basés sur le logiciel SPASSO (extrait ci-contre et accès au bulletin du 26 juin 2026 au format pdf). En analysant en temps réel les données satellites multi-capteurs (altimétrie, température de surface, couleur de l’eau), AdaC permet de guider les navires et les instruments autonomes vers les zones de forts gradients physiques et de richesse biologique. Des cartes de produits d’analyse Lagrangienne sont également générées et fournies afin d’étudier les dynamiques physiques de fine échelle en place au moment de l’échantillonnage.
La campagne WHIRLS bénéficie du service de support aux campagnes du pôle AERIS, Pôle Atmosphère de Data Terra. Le centre de données AERIS/ESPRI a dans ce cadre développé le site opérationnel de campagne . Ce site opérationnel comprend plusieurs fonctionnalités permettant d’aider au mieux les scientifiques durant la campagne :
