Les bases de données marines : un enjeu majeur Quels sont les besoins? Quelles données sont collectées? Où sont-elles? Comment sont-elles ? Catherine Maillard, IFREMER/TMSI/IDM/SISMER Journées Portes Ouvertes Centre de Brest 21,22 Octobre 2000 SISMER Systèmes d’Informations Scientifiques pour la Mer

Un besoin croissant d ’information et de données marines L ’exploitation de la mer Télécommunication - pose de câbles sous-marins Prospection pétrolière off-shore Suivi des pêches Gestion du domaine littoral - le suivi de la qualité des eaux La recherche Changement climatique et prévision océanique Hydrothermalisme profond Génétique et Evolution des espèces marines 2

Copyright : COMEX/TOCCO mise en place par plongeur professionnel d'un connecteur étanche sous-marin 3

PECHES MARITIMES. Pêche sardine au chalut pélagique - Port-Vendres Copyright : IFREMER/BARBAROUX PECHES MARITIMES. Pêche sardine au chalut pélagique - Port-Vendres 4

Importance des longues séries de données La gestion des ressources marines, la surveillance de l’environnement et du changement climatique nécessitent la compilation de longues séries d’observations Oxygène dissous et Sels Nutritifs : leurs modifications peuvent conduire à l’altération de la production primaire, de la biodiversité, libérer des formes toxiques de métaux et développer des pathologies diverses dans les organismes vivants et avoir un effet négatif sur l’aquaculture et la pêche Température et Salinité : sont les indicateurs primaires du changement climatique, également couramment demandés pour l’industrie off-shore (prospection pétrolière, pose de câbles, transmission acoustique) et permettent de calculer les paramètres dérivés comme la densité, la célérité, le courant géostrophique  Il est nécessaire de sauvegarder et d ’assurer un accès aisé à des données compatibles et comparables 5

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Importance de l ’accès rapide aux données La prévision de l ’océan nécessite d ’assimiler des données récentes dans les modèles numériques  Des capteurs et des outils de traitement ont été développés pour diminuer le décalage de temps entre la collecte et la diffusion des données 8

Les données marines sont d ’une grande diversité mesures physiques : température, salinité, courant, vitesse du son, propriétés optiques, houle, niveau de l ’eau/marée, glace de mer .. mesures chimiques minérales et organiques : composants principaux (oxygène dissous, nitrate, phosphate, silicate) et éléments trace (métaux), matière organique dissoute et particulaire (cycle du carbone) mesures biologiques : poissons, phytoplancton, zooplancton, benthos... mesures géologiques et géophysiques : trait de cote, profondeur du fond, gravité, magnétisme, morphologie du fond informations générales : inventaire des campagnes océanographiques, données économiques Organisées différemment selon qu ’elles ont collectées en route, en station, au point fixe, par des flotteurs dérivants Et le plus souvent volumineuses 9

Les Sources de données sont multiples Campagnes océanographiques hauturières et laboratoires scientifiques Campagnes côtières et réseaux d ’observation Systèmes automatiques de collecte « in situ » Satellites océanographiques « télédétection » 10

SAR sonar acoustique remorqué par un navire océanographique Copyright IFREMER SAR sonar acoustique remorqué par un navire océanographique 11

Acquisition, traitement et visualisation sur écran des données SAR Copyright : IFREMER Acquisition, traitement et visualisation sur écran des données SAR en Méditerranée par le logiciel SARIM 12

Copyright : IFREMER/DRO-LPO/BRANELLEC Bathysonde et bouteilles de prélèvement retour de la à bord après un profil vertical à 6000 m de profondeur Campagne CITHER 3, Atlantique Sud Copyright : IFREMER/DRO-LPO/BRANELLEC 13

Copyright IFREMER/GOUILLOU Traitement informatique en mer et en laboratoire, d ’un profil vertical de 6000 m de BATHYSONDE (temperature, salinité, oxygène dissous) 14

Copyright : IFREMER/DRO-LPO/LAGADEC Campagne CAMBIOS 97 , fixation d'un courantomètre sur la ligne de mouillage 15

Copyright IFREMER/GALERON Appareil de mesure in-situ de la consommation d'oxygène, modèle de R. Janke/USA. Sur plage arrière de L'ATALANTE : campagne EUMELI2 16

Bouée Marel en Mer d ’Iroise Copyright : IFREMER/DITI 17

Données receuillies par la bouée MAREL en Mer d ’Iroise Température (°C) Chlorophylle (FFU) 18

Provor 19

Le Gulf Stream et ses anneaux y sont bien visibles IMAGE TERMIQUE DE LA SURFACE DE L ’ATLANTIQUE OUEST PRISE PAR UN SATELLITE NOAA Le Gulf Stream et ses anneaux y sont bien visibles 20

Traitement des Données Océanographiques Dans la plus part des cas, les données ne sont pas utilisables directement, mais nécessitent des traitements en laboratoire avant d ’être utilisables traitement informatiques si les enregistrements ne sont pas directement le paramètre cherché traitements chimiques et biologiques des échantillons 21

Traitement des échantillons de mesures chimiques au laboratoire du centre de Brest 22

Coupe Verticale Nord-Sud de Concentration en SILICATE dans l ’Atlantique Sud Copyright WOCE 23

Copyright IFREMER/MURIOT . Copyright IFREMER/MURIOT Traitement des échantillons de mesures chimiques en salle blanche Laboratoire de Chimie des contaminants (Nantes) 24

Copyright : IFREMER/PLAILLY/EURELIOS Gestion d ’une collection d'organismes marins preleves lors des campagnes oceanographiques et tries au centre de tri biologique (CENTOB) 25

A la fin des traitements, les données sont de qualité, mais : dispersées dans les laboratoires de la communauté scientifiques surs des formats différents sur des supports ou des calculateurs qui ont une durée de vie limitée Une dernière étape d ’archivage est nécessaire si on veut assurer leur accessibilité 26

Le réseau des Centres Nationaux de Données IODE La Commission Océanographique de l ’UNESCO a instauré la création d ’un réseau de Centres Nationaux de Données Océanographiques (CNDO) et de Centres Mondiaux En France, le CNDO est le service SISMER de l ’IFREMER 27

Au Centre d ’Archivage, les données reçues des diverses sources sont vérifiées, sauvegardées, cataloguées et diffusées MICROBIOLOGY INSTRUMENTS MOORINGS CTD SEA CRUISES W W W ftp cassettes fichier données Fichier SAUVEGARDE SERVEUR BDR NUTRIENTS Formulaires Meta-Données Collecte Formatage QC DIFFUSION 28

Données disponibles au SISMER Information générale, Inventaires Catalogue des Campagnes Océanographiques (ROSCOP) Inventaire des Données marines (EDMED) Banque Nationale de Géophysique Marine Banque Nationale de Physique et Chimie Marines Données Temps réel de l ’océanographie opérationnelle Données de référence acquises auprès d ’autres centres de données Données de 10 programmes nationaux et internationaux dont 6 programmes européens MAST Toutes les données acquises ne sont pas archivées : Les données archivées systématiquement sont les données de base les plus utilisées par l ’ensemble de la communauté Elles sont pour la plupart échangées internationalement dans le réseau IODE 29

Plus de 4500 résumés de campagne 30

Banque Nationale de Géophysique Marine bathymétrie Verticale : 340 campagnes bathymétrie multifaisceaux : 268 campagnes gravimétrie : 202 campagnes magnétisme : 245 campagnes imagerie : 38 campagnes Projets associés : DORSALES 31

Banque Nationale de Physique et Chimie Marines CTD 15 557 Profils Bouteilles 35 114 Courantomètres 1769 Thermistances 105 Projets associés MAST/MEDAR-MEDATLAS MAST/MATER MAST/OCTOPUS 32

Centre mondial de données de subsurface - Données temps réel de l ’océanographie opérationnelle 474688 profils de température de 1985 à 2000 un contrôle de qualité automatique et visuel une interface d’accès aux données sur WWW Projets associés : CORIOLIS ARGO MAST/MFSPP 33

Centre de Données Temps Réel Coriolis 34

ASSURANCE QUALITE Il est important d’assurer la cohérence et la comparabilités de données issues de différentes sources Pour chaque type de donnnées, utilisation de format unique, unités du système international Catalogues, Meta-data : Base de données ORACLE ASCII autodescriptif (MEDATLAS) NetCDF Contrôles de qualité automatiques et visuels assistés par systèmes experts : QC0 : contrôle du format et de la complétude de l’information QC1 : Contrôle de la position et de la date QC2 : Contrôle des valeurs d’observation Résultat : indicateurs de qualité, action du fournisseur ou élimination Références : Normes internationales CIEM-Marine Data Management working Group (CIEM) UNESCO/COI/IODE : International Oceanographic Data & Information Exchange 35

QC1 : Contrôle de la position et de la date - Profils Verticaux Contrôles visuels Contrôles Résultats automatiques Flag Q Doublon E Date/heure E ou Vitesse du navire E ou Position/côte E ou Profondeur du fond (/ETOPO5) E= Elimination 36

QC1 : Contrôle de la position et de la date - Séries Temporelles 37

QC2 : Contrôle des points de mesure Contrôles visuels Contrôles Résultats automatiques Flag Q au moins 2 paramètres E Hors limites régionales (valeurs min & max) pression (temps) croissante Données plus profonde que le fond Coherence avec les climatologies (LEVITUS, MODB, MEDATLAS, REYNAUD) Profil constant Pic Stabilité verticale E= Elimination 38

DIFFUSION DES DONNEES Information générale : environ 200 connexions par jour sur le serveur WWW environ 100 réponse à des question diverses par an Diffusion de jeux de données : environ 200 par an publication de Cdrom pour les données de projet 39

La gestion des données fait appel à de la technologie informatique avancée : SGBDR et interfaces Outils d ’extraction Interface d ’indexation - archivage 40

Conclusion : Importance de la gestion de données dans les objectifs scientifiques et industriels et structures à développer L ’exploration et l ’exploitation de la mer nécessitent la collecte et la disponibilité de données de qualité, cohérentes et comparables L ’acquisition des données est issue d ’une chaîne de travaux : réalisation de capteurs collecte en mer traitement en laboratoire archivage avec un « guichet » unique pour la diffusion préparation de données statistiques de synthèse Cette chaine d ’acquisition est coûteuse, mais aucune des phases ne doit être négligée, en particulier l ’archivage La diversité et le volume des données acquises est sans cesse croissant et toutes les données ne sont pas archivées d ’une manière centralisée pour les données de base, des produits de synthèse sont préparés pour accroître la diffusion hors de la communauté scientifique 41

Visitez notre site WWW : http://www.ifremer.fr/sismer/ Plus d’information sur le Centre National de Données Océanographiques : Visitez notre site WWW : http://www.ifremer.fr/sismer/