SeSaM

Surveillance saisonnière des sargasses (Seasonal Sargassum Monitoring)

Présentation

Avant 2011, les Sargassum spp. pélagiques fleurissaient préférentiellement dans la mer des Sargasses (zone de l’océan Atlantique nord) et dans le nord-ouest de l'Atlantique tropical. On les trouve désormais en grande quantité sur les côtes des Petites Antilles, de l'Amérique centrale, du Brésil et de l'Afrique de l'Ouest. L'imagerie satellitaire révèle que ces échouages proviennent de quantités colossales d'algues dérivant du centre de l'Atlantique tropical entre 0 et 10°N (Wang et Hu 2016, Langin 2018). Une hypothèse récente explique ce changement dans la dynamique des sargasses de l'Atlantique par une combinaison de causes issues du changement climatique et de facteurs anthropiques. Elle trouve son origine dans une forte anomalie de l'oscillation nord-atlantique, qui s'est produite durant l'hiver 2009-2010 et qui a entraîné l'entrée des sargasses dans la circulation atlantique équatoriale nord (Johns et al. 2020).

L'observation, la modélisation et la prévision de la prolifération des sargasses et des échouages sont essentielles pour concevoir des stratégies efficaces de gestion intégrée des risques et constituent une demande forte et pressante de la société civile.

L'objectif du projet SeSAM est de contribuer aux initiatives internationales existantes sur ce sujet (NOAA, GEO blue Planet). Il s'appuie sur le système opérationnel de détection des sargasses à grande échelle développé par CLS (SAMTool), et sur le modèle innovant de croissance/transport des sargasses développé par l'IRD (projet ANR FORESEA). Il s'appuie également sur la capacité opérationnelle et le cadre de Mercator Ocean International pour mettre en œuvre un service de jumeau numérique robuste basé sur ces actifs.

SeSAM fournira un accès aux produits de détection par satellite pour suivre l'évolution des sargasses en temps quasi réel, ainsi qu'aux prévisions saisonnières produites à l'échelle du bassin pour aider à la préparation et à l'élaboration de plans d'atténuation à l'avance.

Méthodologie

Observation par satellite des sargasses

Depuis 2018, CLS développe et exploite un système de suivi de la situation des sargasses en temps réel, basé sur plusieurs capteurs satellitaires. Le système produit des cartes quotidiennes de l'indice de présence des sargasses à une résolution de 300m. Des cartes d'une résolution de 20 m sont également produites tous les deux ou trois jours dans les zones côtières. Ces observations satellitaires couvriront l'ensemble de l'Atlantique tropical (5°S-30°N ; 10°E-100°W) et incluront des séries temporelles retraitées qui sont essentielles pour l'application des prévisions saisonnières.

Figure 1. Détection de sargasses à une résolution de 300 m par l’instrument OLCI de Sentinel-3 le 15 juin 2019. © CLS

Prévision saisonnière de la prolifération et de l'afflux de sargasses

Du côté de la modélisation, le projet ANR FORESEA (PI J. Jouanno ; 2019-2022), financé par l'AAP Sargassum en 2019, a jeté les bases du développement d'un système de prévision des sargasses à l'échelle du bassin. Depuis janvier 2022, une prévision saisonnière est exploitée en mode "best effort". Elle comprend une modélisation mécaniste des populations de sargasses (appelée modèle NEMO-Sarg1.0 ; Jouanno et al. 2021b) qui met en œuvre la biologie et les propriétés de dérive complexes des radeaux de sargasses et intègre la prévisibilité du système climatique régional (dynamique de l'atmosphère et de l'océan).

Figure 2. Illustration des prévisions et de la capacité du système développé par l'IRD à prédire la distribution à grande échelle des Sargassum avec 1 à 7 mois d'avance. À gauche : observations mensuelles de la couverture surfacique en Sargassum (%) obtenues à partir de MODIS en janvier, avril et juillet 2021. À droite : prévisions de la couverture de Sargassum (%) initialisées le 1er janvier 2021 et présentées sous forme de moyennes mensuelles pour les prévisions de 0,5 mois d'avance (janvier 2021), 3,5 mois d'avance (avril 2021) et 6,5 mois d'avance (juillet 2021). La prévision est une moyenne d'un ensemble de 25 simulations, ce qui explique pourquoi les champs simulés sont beaucoup plus lisses que les champs observés. © IRD

Site(s) d’application

Les échouages d'algues sargasses se produisent sur la plupart des côtes de l'océan Atlantique tropical, de la mer des Caraïbes à l'Afrique de l'Ouest. Le projet SeSaM fournira des observations par satellite et des prévisions de modèles à tous les pays et territoires de cette région, en mettant l'accent sur les communautés disposant de plans de gestion et d'atténuation de l'algue Sargassum.

Données

Satellite

• OLCI Sentinel-3
• MODIS Aqua
• MSI Sentinel-2
• OLI Landsat-8 & 9

Autres

Prévisions saisonnières SEAS5 du ECMWF (Centre européen pour les prévisions météorologiques à moyen terme)

Résultats - Produit(s) final(aux)

Les produits seront hébergés par AVISO / ODATIS et sur un site web dédié. Les résultats du projet SeSaM seront ouverts et gratuits, et partagés avec des centres communautaires internationaux (par exemple https://sargassumhub.org/ qui est co-organisé par GEO Blue Planet, IOCARIBE de la COI-UNESCO et d'autres).

Figure 3. Prévision de la couverture surfacique en Sargassum (%) pour juillet 2021 initialisée au 1er février 2021 (6 mois d'avance). La prévision s'appuie sur le modèle de Sargassum NEMO-Sarg, qui intègre à la fois le transport et les connaissances actuelles sur la physiologie des Sargassum. © IRD

Références

• Jouanno, J., Morvan G., Berline, L., Benshila R., Aumont, O., Sheinbaum, J., Ménard, F (2023).  Prévision saisonnière habile de la prolifération des Sargassum dans l'Atlantique Tropical. En révision GRL.

• Jouanno, J., Benshila, R., Berline, L., Soulié, A., Radenac, M.-H., Morvan, G., Diaz, F., Sheinbaum, J., Chevalier, C., Thibaut, T., Changeux, T., Menard, F., Berthet, S., Aumont, O., Ethé, C., Nabat, P., et Mallet, M. : A NEMO-based model of Sargassum distribution in the Tropical Atlantic : description of the model and sensitivity analysis (NEMO-Sarg1.0), Geoscientific Model Development, 14(6), 4069-4086.

Projets liés

• Projet ANR FORESEA (Forecasting seasonal Sargassum Events in the Atlantic / Prévision des événements saisonniers de Sargassum dans l'Atlantique, PI J. Jouanno ; 2019-2023),

• CLS, système SamTOOL 

• TOSCA SARGAT (Pelagic Sargassum aggregations and transport / Agrégations et transport de sargasses pélagiques ; PI J. Jouanno ; 2023-2025)

• Projet SODA (Sargassum Operational Detection Algorithms / Algorithmes de détection opérationnelle des sargasses) du Copernicus Marine Service

• Digital Twin Ocean (jumeau numérique de l’océan) de Mercator Ocean