L'exploration de l'océan a d'abord eu besoin de la navigation et de ses progrès.
La navigation se développe parallèlement à l'intensification des échanges commerciaux suite à la naissance de l'agriculture en Egypte et en Mésopotamie (vers 8 000 ans av. J.-C.). Les Phéniciens de l'Antiquité sont à l'origine de l'art de la navigation lointaine (entre 1 200 et 600 ans av. J.-C, en mer Rouge, Atlantique Est, océan Indien). La science de la navigation s'éveille avec la civilisation grecque. Dès la Haute Antiquité (- 58 av. J.-C. à 250 ap. J.-C.), des philosophes comme Aristote (384-322 av. J.-C.), puis Pline l'Ancien (23-79), étudient les organismes marins.
Cependant avant le 19e siècle, on ne peut pas véritablement parler d'océanographie même si les premiers grands navigateurs recueillent des observations sur les mers qu'ils traversent et réalisent des cartes.
Durant le Moyen Âge, l'exploration des océans s'intensifie grâce aux Arabes, Vikings, Chinois et Polynésiens.
Les Arabes, en développant leur commerce, utilisent l'astrolabe*, rapportent des boussoles* de Chine, enrichissent la géographie de connaissances mathématiques et astronomiques*.
La Renaissance est l'ère des grandes découvertes, de l'expansion maritime.
La cartographie (édition des cartes et plans) se développe : les navigateurs et les scientifiques se mettent à échanger des informations car ce sont les compilateurs qui font les cartes et non plus les marins eux-mêmes.
Des noms de marins célèbres sont restés (le navigateur italien Christophe Colomb, 1450-1506 ; les navigateurs portugais Vasco de Gama, 1469-1524 et Fernando Magellan, 1480-1521.) mais les motivations de ces voyages sont avant tout économique et religieuse (établir des comptoirs, des colonies ; évangéliser les populations locales...).
Au cours du 18e siècle, en Europe, de nouveaux courants scientifiques et philosophiques émergent (Les Lumières).
Un vent nouveau souffle sur les sciences naturelles, les océans deviennent objets de découvertes et des naturalistes* embarquent sur les navires.
Suite aux expéditions commerciales, des progrès techniques ont permis d'améliorer la navigation (meilleure connaissance des côtes, des vents et des courants).
In: "Results of the Scientific Campaigns of the Prince of Monaco." Vol. 89.
Des expéditions scientifiques, financées par les gouvernements ou par des académies scientifiques* voient le jour. Ainsi des scientifiques sont envoyés explorer les mers et cartographier de nouvelles régions.
Dès les expéditions scientifiques du 18e, des peintres embarquent pour représenter les espèces découvertes.
Les naturalistes* et les peintres dessinent et classent ces nouvelles espèces dont les animaux et végétaux marins.
De cette façon, l'inventaire des espèces marines s'enrichit. Les articles consacrés à la mer dans l'Encyclopédie sont de plus en plus nombreux.
dans la baie de Kealakekua, Hawaii (1779)
In: "A Collection of Voyages round the World ... Captain Cook's First, Second, Third and Last Voyages ...", 1790.
Les voyages des grands navigateurs du 18e siècle qui explorèrent l'immensité du Pacifique donnent lieu à de riches publications et suscitent un engouement pour l'étude de l'océan et la diversité des êtres vivants le peuplant. Même si ces grands navigateurs (l'anglais James Cook, 1728-1779 ; les français Louis Antoine de Bougainville, 1729-1811 et le comte de La Pérouse, 1741-1788) étaient surtout des explorateurs et des commerçants, des naturalistes avaient aussi participé aux périples.
Le naturaliste français Philibert Commerson (1727-1773) embarque en 1766 avec Bougainville pour son voyage autour du monde ; le naturaliste et botaniste britannique Joseph Banks (1743-1820.) prend le départ du premier voyage de James Cook en 1768. Leurs voyages inspirèrent les futures expéditions purement scientifiques du 19e et 20e siècles.
Pendant la première moitié du 19e, se développent ce qu'on appelait des croisières de naturalistes*. Ainsi Charles Darwin (1809-1882), à 22 ans, participe en tant que naturaliste volontaire à l'expédition de reconnaissance et d'exploration scientifique dans les mers du Sud à bord du HMS (Her Majesty's Ship) Beagle. Pour cette mission, le navire a été doté de laboratoires. Charles Darwin procède à des observations multiples, étudie les récifs coralliens, utilise des filets à plancton pour capturer des petites créatures dérivant dans les eaux. Ces observations et la collection qu'il réalise lui permettent d'écrire un résumé de sa théorie qui devient en 1859 un classique de la littérature scientifique : De l'origine des espèces au moyen de la sélection naturelle ou la préservation des races favorisées dans la lutte pour la vie.
2. Seconde moitié du 19e siècle : naissance de l’océanographie
Au début du 19e siècle, les pratiques d'inventaire commencent à changer.
Par exemple, le baron Alexander Von Humboldt (1769-1859), naturaliste et voyageur allemand qui a exploré l'Amérique tropicale et l'Asie centrale, ne se contente plus d'inventorier la faune et la flore mais tente d'en comprendre l'organisation spatiale. Il aurait même proposé une politique d'exploitation des ressources en Amérique du Sud après y avoir constaté de mauvaises pratiques de pêche.
Quelques dates représentatives du développement de l'océanographie :
| 1725 |
Le comte italien Luigi Ferdinando Marsili (1658-1730), membre de l'Académie royale des sciences de Paris, publie à Amsterdam L'Histoire physique de la mer. Ce livre aborde entre autre la configuration du fond de la mer dans le Golfe du Lion, des relevés de température en Méditerranée, les coraux. Cet ouvrage est considéré comme le premier livre d'océanographie. |
| 1750 |
Dès cette date, on utilise des dragues* pour récolter des animaux et des végétaux du littoral. Les espèces sont ensuite étudiées dans les Musées d'Histoire Naturelle. |
| 1751 |
Publication par Diderot des 1ers volumes de L'Encyclopédie qui consacre de nombreux articles à la mer |
| 1752 |
En France, est créée l'Académie de Marine, société savante* composée d'hydrographes*, de marins, d'astronomes*, de naturalistes*, qui participent à des voyages d'exploration.
|
| 1769 |
L'américain Benjamin Franklin établit la première carte du Gulf Stream en s'appuyant sur les données fournies par les chasseurs de baleine. |
| 1795 |
Création en France du Bureau des Longitudes. Il s'agit de reprendre "la maîtrise des mers aux Anglais", grâce à l'amélioration de la détermination des longitudes en mer. |
| 1799 |
Le physicien français Laplace établit dans le quatrième livre de son Traité de mécanique céleste une théorie dynamique des marées (utilisée jusqu'en 1992 !) |
In : The Report of the Scientific Results of the Exploring Voyage of HMS Challenger during the years 1873-1876 published 1885-95
|
1841
Il ignore alors que des crustacés ont déjà été trouvés à plus de 1 000 mètres de profondeur par des pêcheurs de Nice, selon les observations du naturaliste niçois Antoine Risso, auteur d'un ouvrage d'ichtyologie* publié en 1810 (première description des poissons et crustacés de Méditerranée).
|
|
En 1818, le capitaine anglais John Ross (1777-1856) avait quant à lui remonté de la Baie de Baffin (dans l'océan Arctique, entre le Groenland et la terre de Baffin), grâce à une petite benne, un échinoderme* vivant de plus de 1 800 m de profondeur. |
|
1851 |
Michael Sars (1805-1869) naturaliste et prêtre norvégien publie une liste d'espèces récoltées à environ 550 mètres de profondeur au large des côtes norvégiennes. |
|
1861 |
Suite à la remontée d'un câble entre la Sardaigne et l'Algérie, le naturaliste français Henri de Milne Edwards (1800-1885) découvre des vers à tube (sorte de ver marin) et des madréporaires* qui proliféraient à plus de 1 800 mètres. |
|
1868 |
Les Britanniques lancent plusieurs campagnes pour découvrir les espèces des grands fonds. Charles Wyville Thomson (1830-1882) naturaliste écossais, à bord du Porcupine rapporte les premières mesures et prélèvements jusqu'à 3 500 mètres. |
|
1874 |
Parution du premier ouvrage d'océanographie traitant des grandes profondeurs The Depths of the Seas (traduit en français sous le titre Les abîmes de la mer) par Charles Wyville Thompson. |
En France, 2 entités participent activement au développement de l'océanographie : l'institution universitaire (la Faculté des Sciences de Paris ; le Muséum national d'Histoire naturelle) et La Marine Nationale.
En 1880 et 1883, la France équipe deux navires pour participer elle aussi à cet effort de recherche : le Travailleur et le Talisman. Alphonse Milne-Edwards, professeur de zoologie au Muséum National d'Histoire Naturelle, effectue de 1880 à 1884 des expéditions, du golfe de Gascogne à Madère et en Méditerranée, à bord du Travailleur, aviso à roues de la Marine nationale. Le Talisman, un éclaireur d'escadre, est plus grand que le Travailleur et peut effectuer des voyages plus lointains. En 1883, le Talisman fait des récoltes profondes jusqu'aux îles du Cap Vert, dans la mer des Sargasses et au large des Açores, découvrant une profondeur de 6 250 mètres. L'observation du relief sous-marin au large des Açores et l'examen des pierres ponces et des roches volcaniques remontées par les dragues, font comprendre qu'il existe « une grande chaîne volcanique parallèle à la côte d'Afrique » ; c'est la dorsale médio-atlantique qui ne sera mise en évidence que plus d'un demi-siècle plus tard ! Tous les animaux récoltés sont décrits et figurent depuis dans les collections du Muséum national d'Histoire naturelle à Paris.
Les campagnes océanographiques se multiplient alors dans le monde entier : les Etats-Unis en 1888, l'Allemagne en 1899, les Pays-Bas 1900.
C'est le début des véritables campagnes océanographiques.
La naissance de l'océanographie a donc été contemporaine des découvertes réalisées par les premiers biologistes curieux de savoir si la vie existait dans les grandes profondeurs.
Ce sont aussi le développement de la navigation intercontinentale et la pose de câbles transatlantiques qui engageront ces campagnes. En effet, suite à divers échecs (rupture d'un câble télégraphique entre l'Irlande et Terre Neuve), il devient nécessaire de mieux connaître les profondeurs de l'Atlantique. Jusque là, on croyait que le fond des océans était plat et on ignorait la composition du substrat dans lequel les câbles risquaient de s'enliser si les fonds étaient trop meubles.
Les biologistes marins, afin de collecter les animaux vivants, ont pris l'habitude de se rendre sur le littoral. Ils ont alors besoin de lieux pour stocker, conserver et étudier les espèces récoltées. Les stations marines sont donc créées pour pallier ce problème.
En savoir plus sur les stations marines
En savoir plus sur les stations marines (suite)
4. Fin 19e, début 20e : essor de l'océanographie
- Les campagnes océanographiques modernes
En 1872, a lieu la première campagne océanographique moderne autour du monde. Le premier navire à but scientifique, la corvette HMS (Her Majesty's ship) Challenger part d'Angleterre pour quatre ans de mission et rapporte des milliers d'échantillons et d'observations. Cette campagne lança le début des grandes expéditions scientifiques dans le monde entier et à son retour en 1876, le terme "océanographie" commence à être réellement employé. Ainsi, jusqu'en 1914, de nombreuses expéditions allemandes, américaines et monégasques ont lieu.
En savoir plus sur la campagne du HMS Challenger
De 1885 à 1915, le prince Albert Ier de Monaco (1848-1922), lui-même navigateur et océanographe, met à disposition des scientifiques successivement ses yachts l'Hirondelle, l'Hirondelle II, la Princesse Alice et la Princesse Alice II.
In: "Results of the Scientific Campaigns of the Prince of Monaco." Vol. 89.
28 campagnes de recherche océanographique sont menées en Méditerranée et dans l'Atlantique nord.
Les yachts sont spécialement conçus pour des travaux océanographiques : ils sont équipés de laboratoires avec tables à roulis, tables éclairantes, réservoirs d'alcool spéciaux et ils disposent d'une distribution d'eau distillée et d'eau de mer.
Les scientifiques, grâce à ce matériel moderne, peuvent alors recueillir des animaux qui échappaient aux engins de récolte habituels. Les résultats des recherches sont publiés dans 110 volumes intitulés Résultats des campagnes scientifiques accomplies sur son yacht par Albert Ier, Prince Souverain de Monaco : ils concernent l'étude des courants superficiels et l'exploration zoologique des fonds, jusqu'à moins 6 035 mètres.
-
Organismes internationaux de coordination
A cette même époque que sont créés les organismes internationaux de coordination :
- 1889, début des réunions qui ont conduit à la création à Copenhague le 22 juillet 1902 d'un Conseil International pour l'Exploration de la Mer (CIEM) ; la France y adhère en 1918. Ce conseil coordonne et assure la promotion de la recherche marine dans l'Atlantique Nord. Il compte aujourd'hui 20 membres : Allemagne, Belgique, Canada, Danemark, Espagne, Estonie, Etats-Unis, Finlande, France, Irlande, Islande, Lettonie, Lituanie, Norvège, Pays-Bas, Pologne, Portugal, Royaume-Uni, Russie, Suisse.
Pour en savoir plus : http://www.ices.dk/indexfla.asp
- 1912, création de la CIESM (Commission Internationale pour l'Exploitation Scientifique de la Méditerranée) qui soutient la recherche en Méditerranée et en mer Noire dans de multiples disciplines marines et environnementales. Elle compte aujourd'hui 23 pays membres. Cette commission fut créée suite au 9e congrès de géographie (1908, Genève) où l'idée de l'exploration océanographique de la Méditerranée, dans l'intérêt de la pêche marine, avait été avancée. Un comité spécial avait alors été composé par le Prince Albert Ier de Monaco (le Président) et par plusieurs professeurs : Cori (Trieste), Vinciguerra (Rome), Regnard (Paris), Navarete (Madrid).
Pour en savoir plus : http://www.ciesm.org/index.htm
In "The Meteor Expedition," by F. Spiess, German Atlantic Expedition 1925-1927.
-
Programmes de recherche systématiques
Entre 1918 et 1957, sont mis en place des programmes de recherche systématiques nationaux : exploration de l'Atlantique Sud de 1925 à 1927 par le navire allemand Meteor (c'est le premier à réaliser l'étude hydrographique* d'un océan entier et à être équipé d'un sondeur* ultrasonore) ; étude de l'océan Austral au début des années 1930 par le navire britannique Discovery.
L'année Géophysique Internationale (AGI) de 1957 sera le point de départ des programmes internationaux de recherche à l'échelle du globe. Entre juillet et décembre 1958, période d'activité solaire maximum, de nombreuses études des phénomènes géophysiques* eurent lieu afin de mieux connaître les propriétés physiques de la Terre et ses interactions avec le soleil, en divers points du globe, notamment dans les régions polaires, peu étudiées jusqu'alors.
- Développement des instituts océanographiques dans le monde (cliquez pour en savoir plus)
-
Quelques dates importantes pour l'océanographie du 20e siècle (cliquez pour en savoir plus)
En résumé, l'évolution de l'océanographie suit le schéma suivant :
- Exploration et description
- Compréhension théorique des phénomènes
- Modélisation*, exploration et prévention
La première phase n'est pas encore terminée !
B. INSTRUMENTS ET ENGINS AU SERVICE DE L'OCEANOGRAPHIE
Si c'est une nécessité technique (poser des câbles transatlantiques) qui est, entre autres, à l'origine de l'océanographie, ce sont aussi les progrès de la technique qui permettent les progrès de l'océanographie, car les contraintes d'exploration de l'océan sont grandes : navigation soumise aux aléas des conditions météorologiques, problème de la pression croissante quand on veut plonger dans les grandes profondeurs (la pression augmente d'une atmosphère*, soit 1 kilogramme par cm2 tous les 10 mètres).
1. Les navires océanographiques
Avant tout, les navires sont les équipements de base des campagnes océanographiques en mer.
Outre ses capacités de navigation (puissance, maniabilité.), les treuils et câbles sont indispensables pour procéder à des prélèvements et des mesures. Ceux-ci sont améliorés au fil du temps : treuils manuels puis à vapeur, électriques et enfin hydrauliques*. Les cordages des câbles deviennent de plus en plus adaptés.
Les instruments de navigation embarqués sont essentiels (chronomètres, sextants.) et leurs progrès ont permis d'améliorer les explorations scientifiques.
On distingue les navires hauturiers (destinés aux campagnes en pleine mer, au large) et les navires côtiers, qui, comme leur nom l'indique, servent aux campagnes océanographiques le long des côtes.
En savoir plus
La flotte océanographique française
In: "Results of the Scientific Campaigns of the Prince of Monaco." Vol. 84.
Figure 6 - The Hirondelle; Figure 10 - Princess Alice II ; figure 11 - Princess Alice ; figure 13 - The Hirondelle II.
Figure 7 - Baril lesté destiné à l'étude des courants. Il est largué à un endroit et contient un message où il est demandé à la personne qui le trouve d'indiquer le lieu et l'heure où elle l'a retrouvé, afin de pouvoir retracer sa dérive.
Figures 8 et 9, dynamomètres qui permettent d'amortir et de mesurer la tension des câbles de dragage, sondage, afin de ne pas les casser. Les extrémités opposées de cet instrument, utilisant un ressort, sont fixées à des anneaux d'attache. Un cadre les relie de façon à ce que la pression s'exerce en même temps sur les deux. L'appareil est fixé dans la mâture et contient une poulie où passe le câble. Un index montre l'effort supporté et permet de se rendre compte si la tension est trop forte.
2. Quelques instruments de mesure
Les instruments de mesure employés lors de missions océanographiques sont très nombreux. Nous n'en citerons que quelques-uns.
-
Mesurer la profondeur et connaître le relief des fonds marins
3. Les engins habités
Dans un premier temps, les hommes vont concevoir des sous-marins habités afin de tenter de descendre le plus profond possible ; une véritable course aux records sera lancée ! Ce n'est que par la suite que ces sous-marins habités serviront aux explorations scientifiques et aux prélèvements spécifiques dans les grands fonds.
En savoir plus
La bathysphère, le bathyscaphe, le sous-marin habité (HOV, Human Occupied Vehicle)
4. Les engins non habités : les robots sous-marins
L'homme a conçu le robot sous-marin pour effectuer des travaux routiniers ou pour accéder à des zones dangereuses. Ces robots, capables d'intervenir jusqu'à 11 000 mètres sont utilisés par des organismes scientifiques ou par des industries offshore dans le cadre de missions tels que l'étude des fonds marins, l'exploration d'épaves ou les travaux sous-marins....
Il existe 3 types de robots : les engins remorqués, les robots reliés par câble au bateau (ROV) et les engins autonomes (AUV). En France, on peut citer Scampi (robot remorqué), Victor 6000 (ROV) ou AsterX (AUV).
En savoir plus : Les engins sous-marins remorqués, les robots sous-marins téléopérés ou téléguidés (ROV), les robots sous-marins autonomes (AUV)
Lire la suite
