Les efflorescences phytoplanctoniques sont l'un des facteurs les plus importants contribuant à l'efficacité de la pompe à carbone dans l'océan Atlantique Nord. Pour mieux comprendre ce phénomène, le projet ERC remOcean, animé par des chercheurs du Laboratoire d'Océanographie de Villefranche (CNRS/UPMC), a développé une nouvelle classe de robots :les flotteurs de profilage biogéochimique, les premiers robots capables de collecter des données dans l'océan tout au long de l'année. Grâce à ces données inégalées, les chercheurs ont identifié le point de départ de l'explosion printanière de phytoplancton. Leurs résultats font l'objet de deux articles publiés dans Géosciences de la nature et Communication Nature .

L'océan Atlantique Nord situé au-dessus du 50e parallèle nord est l'un des puits de carbone les plus efficaces au monde. Bien qu'il représente moins de 1,5 pour cent de la superficie totale des océans du monde, il capte environ 20 pour cent du CO2 séquestré par les océans. Ses eaux de surface très froides et ses conditions climatiques relativement extrêmes en hiver permettent de capter efficacement le CO2 de l'atmosphère. À la fois, les efflorescences de phytoplancton, un micro-organisme végétal qui transforme le carbone inorganique présent dans l'océan en carbone organique via la photosynthèse, contribuent également à la capture du CO2 et à son exportation potentielle vers les profondeurs océaniques.

Traditionnellement, les blooms phytoplanctoniques sont observés via des satellites qui révèlent la présence de chlorophylle en identifiant la couleur de l'océan, bien qu'ils s'avèrent inefficaces en cas de couverture nuageuse; et aussi par des missions océanographiques, qui sont plus coûteux à exploiter et limités dans le temps.

Pour mieux comprendre les conditions propices aux blooms phytoplanctoniques, des chercheurs du Laboratoire d'Océanographie de Villefranche (CNRS/UPMC) ont déployé depuis 2012-2013 des robots appelés flotteurs profileurs biogéochimiques. Ces robots, qui opèrent entre la surface et une profondeur de 2, 000 mètres - ont permis d'enregistrer des données jamais collectées auparavant sur un cycle annuel complet, y compris non seulement la profondeur, température et salinité de l'eau, mais aussi l'intensité lumineuse, la densité des particules en suspension, et la concentration de chlorophylle (un indicateur de la présence de phytoplancton) et d'oxygène.

En utilisant les données collectées, les scientifiques ont pu déterminer précisément quand et comment la prolifération de phytoplancton dans l'océan Atlantique Nord est déclenchée. Leur étude, à publier dans Communication Nature , confirme l'hypothèse qu'une augmentation explosive de la biomasse du phytoplancton se produit au printemps après un « mijotage hivernal, " une phase d'activité réduite durant l'hiver.

En outre, les chercheurs se sont concentrés sur les mois de janvier, février et mars afin d'étudier ce phénomène de « mijotage hivernal » mal compris. Dans une autre étude publiée dans Géosciences de la nature , ils montrent que des blooms phytoplanctoniques (réduits) peuvent se produire en hiver dans certaines conditions. Le phytoplancton ne peut pas pousser dans des eaux très agitées et turbulentes car il y a un manque de lumière à cette période de l'année. Cependant, cette étude montre qu'en période de calme relatif, le brassage réduit des eaux permet au phytoplancton de recevoir plus de lumière, favorisant ainsi la prolifération d'un type de phytoplancton appelé diatomées. Ces floraisons locales de quelques jours pourraient être le point de départ des floraisons printanières explosives quelques mois plus tard. Ces observations ont été répliquées par des modèles numériques et alimenteront certainement les futurs modèles de prévision de l'état des écosystèmes océaniques.

Au-delà de ces résultats, le projet ERC remOcean a démontré l'importance des robots pour améliorer notre compréhension de l'océan. Il a également contribué au lancement d'un programme international de surveillance robotique de la biogéochimie océanique, Biogéochimique-Argo, qui a débuté en 2016. Son objectif à moyen terme est d'exploiter 1, 000 flotteurs profileurs afin de surveiller en permanence la vie marine dans les océans et sa sensibilité aux perturbations climatiques.