Océan & Climat
23 janvier 2026
L’océan au cœur de la régulation du climat
La circulation océanique participe au stockage du CO2
La circulation océanique désigne le mouvement à grande échelle de l’eau de mer dans les océans. Les grandes masses d’eau de l’océan, en mouvement, se refroidissent et se réchauffent au cours de leur voyage sur le globe : elles agissent comme un climatiseur pour la planète. Cette circulation est un élément clé du système climatique de la Terre et a un impact profond sur les conditions météorologiques ou sur la distribution des nutriments.
La circulation océanique joue également un rôle dans le stockage de CO2 capté et dissous dans l’océan. La “pompe océanique” de carbone implique des processus qui transportent le carbone dissous de la surface de l’océan vers les couches profondes, le séquestrant ainsi pour de longues périodes (de quelques années à plusieurs centaines d’années).
L’Ifremer contribue à l’observation mondiale de la circulation océanique, nécessaire pour comprendre et prédire le climat. Avant 1950, les caractéristiques de l’océan sous sa surface étaient pratiquement inconnues. L‘observation de l’océan a d’abord été basée sur des campagnes océanographiques. Les données issues de campagnes en mer, comme les campagnes OVIDE lancées depuis 2002, permettent aux scientifiques de l’Ifremer d’étudier les courants océaniques et leur variabilité, de quantifier et d’informer sur le réchauffement de l’océan, l’augmentation de niveau de la mer, la désoxygénation et l’augmentation du CO2 et d’autres composés carbonés qui créent une acidification de l’océan. Ces estimations permettent aux chercheurs de l’Ifremer de mieux comprendre et différencier plus finement les évolutions liées au changement climatique de celles dues à la variabilité naturelle.
Durant ces deux dernières décennies, les systèmes d’observation par satellite (surface de l’océan) et l’instrumentation autonome en mer, comme les mouillages (instruments fixes et permanents), les gliders (planeurs sous-marins) ou les flotteurs autonomes Argo (flotteur-profileur mesurant l’océan en profondeur), se sont développés très rapidement. L’océan est aujourd’hui surveillé plus systématiquement et globalement en temps réel, toute l’année et quelles que soient les conditions météorologiques.
Étroitement lié aux changements de la circulation océanique, le réchauffement des océans réduirait aussi la solubilité du CO2 et de l’oxygène dans l’eau, en réduisant davantage la capacité des océans à absorber le CO2 contenu dans l’atmosphère.
Le rôle des organismes marins dans la régulation du climat
En complément de la séquestration du carbone par la circulation océanique, la pompe biologique de carbone participe au cycle du carbone. Le CO2 dissous de l’eau de mer est transformé en matière organique par les organismes photosynthétiques du plancton (microalgues, bactéries…), par les organismes qui l’intègrent à leur coquille ou carapace (coquillages, crustacés) ou encore, dans les grandes profondeurs, par les organismes pratiquant la . L’Ifremer étudie ces processus depuis plusieurs décennies à l’aide de campagnes océaniques et d’expériences en laboratoire. Les organismes des grands fonds sont encore peu connus, l’Ifremer les étudie donc particulièrement depuis leur découverte dans les années 1970. Une partie de la matière organique créée par ces organismes est consommée par les animaux. Lorsque les organismes qui ont capté ou consommé du carbone meurent, les bactéries vont participer à leur décomposition, valoriser ce carbone en énergie ou le relarguer par respiration. Les particules restantes, aussi chargées en carbone, se déposent dans le sédiment ou coulent dans l’océan profond, et pourront restées stockées à long terme dans ces compartiments.
Comment le changement climatique impacte l’océan et les organismes marins ?
Le changement climatique induit une tendance globale au réchauffement et à la montée des eaux marines, à leur acidification et à l’augmentation des événements extrêmes (vagues de chaleur, manque d’oxygène, efflorescence de phytoplancton nuisible…). Ces aléas climatiques impactent le littoral et la biodiversité marine.
Les effets du changement climatique sur le littoral
La montée du niveau de la mer sous l’effet du changement climatique avait jusqu’à présent une évolution progressive : les côtes s’adaptaient, les courants et les vagues apportaient du sédiment qui comblaient les parties déplacées par les tempêtes. Or, dans les 50 prochaines années, les scénarios attendus sont une hausse du niveau de la mer plus marquée et à l’augmentation de l’intensité des tempêtes et de la pluviométrie. Les côtes seraient ainsi soumises à une plus forte érosion et les estuaires à une augmentation du débit du fleuve. Pour anticiper ces conséquences, l’Ifremer développe des modèles numériques qui combinent les effets des marées, du vent, des vagues, le débit des fleuves, etc.
Les changements climatiques impactent la biodiversité marine
Sur le long terme, le réchauffement des eaux et l’acidification causée par le changement climatique perturbe la biodiversité marine à différents niveaux, que ce soit la formation des coquilles ou la croissance des poissons. Les scientifiques de l’Ifremer étudient également comment certaines espèces, comme les coraux ou les huîtres, s’adaptent aux changements climatiques futurs.
Les poissons, par exemple, sont particulièrement sensibles aux variations de l’environnement. Des études récentes de l’Ifremer ont permis de montrer, notamment chez le bar, une modification de la période de ponte, de la croissance, du comportement ou de la qualité des œufs, sous l’effet du changement de température et l’acidification.
Les monts sous-marins abritent également des écosystèmes clés dans l’océan profond, vulnérables aux impacts des activités humaines et au changement climatique. L’Ifremer cherche à combler le manque de connaissances sur les présentes dans ces grands fonds.
Les changements climatiques et l’activité humaine provoquent la dégradation de certains milieux marins, notamment les zones littorales. L’Ifremer mènent des recherches sur la restauration et la réhabilitation de ces milieux.
Apprendre des climats anciens pour mieux anticiper les climats futurs
L’Ifremer participe à des campagnes d’exploration pour mieux comprendre l’histoire géologique grâce aux sédiments et le contexte global du changement climatique.
Les sédiments, archives des climats actuels et anciens
Les sédiments sont utilisés comme des archives pour connaître les événements passés afin de comprendre et anticiper ce qui pourrait arriver dans le futur. Quand les sédiments s’accumulent, et sont préservés au cours du temps, c’est ainsi le temps que l’on peut remonter !
Des équipes de l’Ifremer peuvent remonter donc loin dans le passé, durant toute l’ère Quaternaire (qui correspond aux derniers 2,6 millions d’années jusqu’à nos jours). Les scientifiques analysent les sédiments transportés par les fleuves à cette époque le long d’un continuum Terre-Mer, jusqu’à s’accumuler en fond des baies, sur les plateaux continentaux et dans les bassins profonds.
Ainsi, les millions de mètres cubes de sédiments déposés au large des grands fleuves (façade atlantique, méditerranée, etc.), constituent des archives précieuses de l’histoire des glaciations et de leurs impacts sur le transport sédimentaire au cours des derniers cycles glaciaires-interglaciaires. Plus proche de nous, les études sur les sédiments côtiers renseignent également sur les évolutions climatiques rapides à l’Holocène (derniers 12 milliers d’années) et sur l’impact des humains sur les bassins versants depuis l’âge de Bronze (2700 ans av. J.-C.).
Tous ces sédiments renferment du carbone fossile et du carbone anthropogénique (polluants). L’étude géochimique des sédiments permet de mieux comprendre les liens entre l’érosion des continents et le climat au cours de l’histoire de la Terre. D’autres études menées à l’Ifremer sur les sédiments profonds de l’Atlantique renseignent sur le climat et les courants anciens de ces régions. Il s’agit alors d’établir un lien clair entre la circulation océanique et les changements climatiques des derniers milliers à centaines d’années et de fournir les données essentielles pour améliorer la capacité des modèles numériques à prédire l’évolution future de la circulation océanique. Ces travaux contribuent donc à une meilleure connaissance des processus climatiques en jeu et à une meilleure anticipation des changements climatiques futurs.
Les plateformes carbonatées, témoins du niveau des mers
Avec le changement climatique, le niveau des mers augmente. Or, on ne dispose de relevés de ce niveau que depuis 150 ans. Les prédictions du GIEC montrent de grandes fluctuations (de 0,28 m à 1,02 m) sur la hausse moyenne prédite du niveau des mers, en fonction des scénarios probables. C’est là qu’intervient l’étude des plateformes carbonatées actuelles et passées et des mécanismes exacts qui conduisent à l’apparition et à la disparition des récifs coralliens. de corail ou formations créés par des algues calcaires, les plateformes carbonatées sont composées de sédiments calcaires accumulés par des organismes marins. Elles sont de véritables archives des évolutions du climat et des écosystèmes.
L’Ifremer analyse ces sédiments calcaires à partir de forages, relevés, observations, études des données et des documents existants… Les scientifiques peuvent ainsi remonter jusqu’à 20 000 ans !
L’Ifremer étudie les sédiments qui composent les plateformes carbonatées pour :
- situer l’histoire d’une structure en datant les couches de sédiment,
- étudier les organismes présents dans les sédiments, témoins des changements climatiques et d’environnement (changements de température des eaux de surface, changement de la dynamique des courants océaniques…),
- comprendre le système climatique dans son ensemble grâce aux coraux, ces organismes ont le potentiel de pouvoir enregistrer avec leur squelette tous les petits changements de leur environnement.