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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 Brest21,22 Octobre 2000

SISMERSISMER Systèmes d’Informations Scientifiques pour la Mer

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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

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mise en place par plongeur professionnel d'un connecteur étanche sous-marin

4PECHES MARITIMES. Pêche sardine au chalut pélagique - Port-

Vendres

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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

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TEMPERATURE 0-10M 45N 16 W

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janv-40 janv-50 janv-60 janv-70 janv-80 janv-90 janv-00 janv-10

T HYDRO

T CORIOLIS

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Temperature 1000 db - 45N 16 W

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janv-40 janv-50 janv-60 janv-70 janv-80 janv-90 janv-00

T HYDRO

T PROVOR

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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

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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

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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 »

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SAR sonar acoustique remorqué par un navire océanographique

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Acquisition, traitement et visualisation sur écran des données SAR

en Méditerranée par le logiciel SARIM

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Bathysonde et bouteilles de prélèvementretour de la à bord après un profil vertical à 6000 mde profondeur Campagne CITHER 3, Atlantique Sud

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

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Campagne CAMBIOS 97 , fixation d'un courantomètre sur la ligne de mouillage

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

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Bouée Marel en Mer d ’Iroise

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ChlorophylleChlorophylle(FFU)(FFU)

TempératureTempérature(°C)(°C)

Données receuillies par la bouée MAREL en Mer d ’IroiseDonnées receuillies par la bouée MAREL en Mer d ’Iroise

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Provor

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IMAGE TERMIQUE DE LA IMAGE TERMIQUE DE LA SURFACE DE SURFACE DE

L ’ATLANTIQUE OUEST L ’ATLANTIQUE OUEST PRISE PAR UN SATELLITE PRISE PAR UN SATELLITE

NOAANOAALe Gulf Stream et ses Le Gulf Stream et ses anneaux y sont bien anneaux y sont bien

visibles visibles

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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

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

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Coupe Verticale Nord-Sud Coupe Verticale Nord-Sud de Concentration en SILICATE dans l ’Atlantique Sudde Concentration en SILICATE dans l ’Atlantique Sud

Copyright WOCECopyright WOCE

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Traitement des échantillons de mesures chimiques en salle blancheLaboratoire de Chimie des contaminants (Nantes)

. C

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Gestion d ’une collection d'organismes marins preleves lors des campagnes oceanographiques et tries au centre de tri biologique (CENTOB)

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S

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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

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Le réseau des Centres Nationaux de Données IODE

La Commission La Commission Océanographique de Océanographique de

l ’UNESCO a instauré la l ’UNESCO a instauré la création d ’un réseau de création d ’un réseau de

Centres Nationaux de Centres Nationaux de Données Océanographiques Données Océanographiques

(CNDO) et de Centres (CNDO) et de Centres MondiauxMondiaux

En France, le CNDO est le En France, le CNDO est le service SISMER de l ’IFREMER service SISMER de l ’IFREMER

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Au Centre d ’Archivage, les données reçues des diverses sources sont vérifiées, sauvegardées, cataloguées et diffusées

MICROBIOLOGY

INSTRUMENTSMOORINGS

CTD

SEA CRUISES

• W W W• ftp• cassettes

fichierdonnées

Fichierdonnées

SAUVEGARDE

SERVEUR BDR

NUTRIENTS

INSTRUMENTS

MOORINGSCTD

SEA CRUISES

MICROBIOLOGY

NUTRIENTS

Formulaires

Meta-Données

Collecte

FormatageQC

DIFFUSION

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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

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Plus de 4500 résumés de campagne

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Banque Nationale de Géophysique Marine

bathymétrie Verticale : 340 campagnes

bathymétrie multifaisceaux : 268 campagnes

gravimétrie : 202 campagnes magnétisme : 245 campagnes imagerie : 38 campagnesProjets associés : DORSALES

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Banque Nationale de Physique et Chimie Marines

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500

1000

1500

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2500

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1929

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1994

Bouteilles

CTD

Courantos

CTD 15 557 Profils Bouteilles 35 114 Courantomètres 1769 Thermistances 105

Projets associésMAST/MEDAR-MEDATLASMAST/MATERMAST/OCTOPUS

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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 :CORIOLISARGOMAST/MFSPP

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Centre de Données Temps Réel Coriolis

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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 éliminationRéférences : Normes internationales

CIEM-Marine Data Management working Group (CIEM) UNESCO/COI/IODE : International Oceanographic Data & Information Exchange

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QC1 : Contrôle de la position et de la date - Profils Verticaux

Contrôles Résultats

automatiques Flag Q

Doublon EDate/heure E ouVitesse du navire E ouPosition/côte E ouProfondeur du fond (/ETOPO5)

E= Elimination

Contrôles visuels

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

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QC2 : Contrôle des points de mesure

Contrôles Résultats

automatiques Flag Qau moins 2 paramètres EHors limites régionales (valeurs min & max)pression (temps) croissante Données plus profonde que le fondCoherence avec les climatologies

(LEVITUS, MODB, MEDATLAS, REYNAUD)

Profil constantPicStabilité verticale

E= Elimination

Contrôles visuels

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DIFFUSION DES DONNEES

IFREMER36%

FranceSecteur public41%

FranceSecteur privé8%

Etranger15%

Information générale : environ 200 connexions par jour sur le serveur WWWenviron 100 réponse à des question diverses par an

Diffusion de jeux de données : environ 200 par anpublication de Cdrom pour les données de projet

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La gestion des données fait appel à de la technologie informatique avancée : SGBDR et interfaces

Interface d ’indexation - archivageOutils d ’extraction

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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

Visitez notre site WWW :http://www.ifremer.fr/sismer/

Plus d’information sur le Centre National de Données Océanographiques :