Les échelles océaniques fines (1-100 km) ont des durées de vie relativement courtes (jours à semaines) mais affectent de manière cruciale la physique et l'écologie des océans, jusqu'à l'échelle du climat, en raison des forts gradients créés par leur dynamique énergétique. Ces gradients sont associés à un fort transport vertical reliant la couche supérieure de l'océan aux profondeurs. De plus, l'échelle temporelle associée à cette dynamique horizontale et verticale est la même que celle de nombreux processus océaniques importants, comme les cycles biogéochimiques, la dynamique de la biodiversité, la répartition des poissons et même les stratégies d'alimentation de la mégafaune.

Au cours des dernières décennies, de nombreuses études numériques avec des configurations physiques et biophysiques spécifiques à des processus à l'échelle du km ont permis des progrès significatifs dans la caractérisation de ce régime. Les campagnes sur le terrain ont également montré que les caractéristiques individuelles à petite échelle peuvent être ciblées expérimentalement, mais ces études in situ sont généralement biaisées par le choix de cibler les structures les plus fortes et les plus durables. Mais il demeure un manque important de preuves empiriques pour ces processus à fine échelle.

La communauté scientifique a concentré ses efforts sur des nouvelles plateformes. Parmi celles-ci figurent les missions satellitaires qui offrent une couverture étendue et une résolution spatio-temporelle élevée de la surface de l'océan. De toute évidence, la télédétection ne donne pas une information complète sur tous les processus physiques et biophysiques à petite échelle, mais peut fournir une ressource critique qui aide à définir le contexte synoptique des caractéristiques à échelle fine, aidant à démêler la variabilité spatiale de la variabilité temporelle, tout en soutenant les stratégies d'échantillonnage in situ et l'évaluation de la représentativité des données de terrain. Dans ce contexte, le satellite NASA-CNES SWOT (Surface Water and Ocean Topography), dont le lancement a été effectué le 16 décembre 2022, est la mission spatiale la plus novatrice pour les sciences océaniques. En effet, à la différence des mesures nadir actuelles, l'altimètre SWOT acquiert des données bidimensionnelles, comme pour les mesures satellite de la température de surface de la mer et de la couleur de l'océan, mais sans être affecté par les nuages. De plus, lors de sa première phase dite «d'échantillonnage rapide», il associe à une haute résolution spatiale une répétitivité d'un jour sur des régions océaniques de ~150 km de large, une prouesse jamais réalisée dans le passé, ni prévue non plus par d'autres futures missions.

Le projet BIOSWOT-AdAC (PI F.d'Ovidio, A.Doglioli, G.Grégori, S.Speich et P.Garreau), financé par l'appel conjoint NASA-CNES pour l'équipe scientifique SWOT, se concentre sur les opportunités spécifiques de la phase d'échantillonnage rapide SWOT, en promouvant le consortium international SWOT-AdAC soutenu par CLIVAR et coordonnant plusieurs campagnes sur le terrain pendant cette période spécifique de la mission satellite.

La campagne BIOSWOT-Med contribue à cet effort international, en se concentrant sur la mer Méditerranée Occidentale. Cette dernière est la zone idéale pour vérifier l'hypothèse de la circulation à fine échelle comme moteur de la biodiversité planctonique. En effet, ici une biodiversité élevée est associée à des conditions d'oligotrophie et d'énergie modérée, à la différence des zones océaniques comme les courants de bord ouest ou les upwellings de bord est qui sont largement explorées et où la dynamique intense ou l'apport important de nutriments peuvent masquer la dynamique couplée à fine échelle. Une stratégie d'échantillonnage adaptative et Lagrangienne a été appliquée, associée à des méthodologies innovantes permettant d'obtenir des mesures multidisciplinaires à haute résolution spatio-temporelle dans les fauchées du satellite SWOT (voir figure ci-dessous, avec les traces au sol de SWOT en gris et la route du navire colorée par date).

La campagne BIOSWOT-Med a pour but d'améliorer notre compréhension du couplage entre processus physiques et processus biologiques, depuis les virus jusqu'au zooplancton. Les conditions méditerranéennes étant représentatives d'une grande majorité de l'océan mondial, nos recherches ont une portée globale. De plus, notre recherche hautement interdisciplinaire veut mettre en évidence l'importance des données de la mission SWOT pour les études biogéochimiques et écologiques. Enfin, notre campagne en mer apporte des nouvelles informations pour améliorer la modélisation océanique et évaluer le rôle de l'océan à fine échelle sur le système Terre.