Pour comprendre pourquoi l'upwelling occupe autant les océanographes, il faut remonter à la fin des années 1960, quand les biologistes marins commencent à cartographier sérieusement les zones de pêche les plus généreuses du globe. Ils font alors un constat qui a de quoi surprendre : les eaux les plus poissonneuses ne sont pas les mers chaudes et transparentes des cartes postales, mais des façades côtières grises, souvent balayées par le vent, où l'eau reste étonnamment froide en plein été. Derrière ce paradoxe se cache un mécanisme physique discret, l'upwelling, cette remontée d'eaux profondes qui est le moteur silencieux d'une part démesurée de la vie marine.
Le vent qui vide la surface#
Commençons par le début, c'est-à-dire par le moteur. L'upwelling désigne la remontée d'eaux de subsurface, plus froides et plus profondes, vers la couche superficielle de l'océan. Le déclencheur n'est pas la mer elle-même, mais l'atmosphère : le vent, en soufflant le long d'une côte, pousse l'eau de surface vers le large, et l'eau profonde remonte pour combler le déficit ainsi créé. Un simple courant d'air, entretenu pendant des jours, suffit à faire remonter des masses d'eau parfois issues de plusieurs centaines de mètres de fond.
Le détail qui rend l'histoire intéressante, c'est que l'eau ne part pas exactement dans la direction que l'on imagine. La friction du vent n'agit que sur les premières dizaines de mètres, de dix à cent mètres environ, et la rotation de la Terre entre alors en scène. Par effet Coriolis, chaque couche d'eau est déviée par rapport à celle du dessus, formant ce que les physiciens appellent la spirale d'Ekman ; au bilan, le transport net de l'eau de surface s'effectue à environ quatre-vingt-dix degrés de la direction du vent. Le long d'une côte orientée favorablement, ce transport évacue l'eau superficielle vers le large et ouvre la voie à la remontée. C'est un peu contre-intuitif, et honnêtement, c'est le passage que je dois relire deux fois chaque fois que je construis un schéma sur le sujet.
Cette eau qui remonte n'est pas seulement plus froide. Elle est chargée de nutriments accumulés en profondeur, là où la matière organique se décompose loin de la lumière. Ramenés vers la surface éclairée, ces nutriments fertilisent le phytoplancton, qui explose littéralement en croissance. Derrière ce premier maillon se déploie toute une chaîne alimentaire : le zooplancton broute le phytoplancton, les petits poissons pélagiques comme les anchois et les sardines se nourrissent du zooplancton, et de proche en proche se constituent quelques-unes des meilleures zones de pêche de la planète.
Quatre systèmes, une fraction démesurée des captures#
Les données racontent une autre histoire que celle des cartes postales. Il existe quatre grands systèmes d'upwelling de bordure orientale, ce que la littérature désigne par l'acronyme EBUS : le système de Humboldt au large du Pérou et du Chili, celui de Benguela devant la Namibie, l'Afrique du Sud et l'Angola, celui de Californie, et celui des Canaries qui longe le Maroc, la Mauritanie, le Sénégal et la Gambie. Quatre façades, toujours situées sur le flanc oriental des océans, toujours associées à des vents côtiers réguliers.
Ce qui frappe, c'est le rapport entre leur taille et leur rendement. Ces systèmes couvrent ensemble moins de trois pour cent de la surface de l'océan mondial ; ils fournissent pourtant de l'ordre de vingt pour cent des captures mondiales de poisson. Un cinquième du poisson pêché sur la planète provient donc d'une frange côtière minuscule, ce qui en fait, à surface égale, les écosystèmes marins les plus productifs que l'on connaisse. Pour donner un ordre de grandeur de cette intensité, une estimation classique de Pauly et Christensen, publiée dans Nature en 1995, chiffrait la production primaire nécessaire pour soutenir les pêcheries à vingt-quatre à trente-cinq pour cent pour les zones d'upwelling et de plateau continental combinées, contre à peine deux pour cent en plein océan ouvert.
Nuançons toutefois un chiffre qui circule beaucoup. On lit parfois que l'upwelling représenterait la moitié des captures mondiales sur un dixième de pour cent de la surface. Ce ratio spectaculaire vient de travaux anciens, ceux de Ryther à la fin des années 1960, repris dans les manuels au début des années 1990 ; il reposait sur une définition plus étroite et sur des données d'une autre époque. Le chiffre robuste et récent, issu de synthèses relues par les pairs, reste celui d'un poisson sur cinq pour moins de trois pour cent de la surface. Ce serait trop simple de conclure que l'un annule l'autre : ils décrivent le même phénomène à des échelles et des époques différentes, et seul le second devrait servir de référence aujourd'hui.
Chaque système a par ailleurs sa personnalité. Le Benguela, par exemple, puise son eau à des profondeurs de deux cents à trois cents mètres et présente une singularité : c'est le seul de ces grands systèmes bordé par des courants chauds à ses deux extrémités, au nord comme au sud, ce qui en fait un objet d'étude à part.
L'hypothèse de Bakun, ou le piège de l'évidence#
C'est ici que le dossier devient réellement intéressant, et je dois avouer que c'est aussi la partie qui m'a le plus obligé à réviser mes certitudes. En 1990, l'océanographe Bakun formule une idée séduisante par sa logique : si le réchauffement climatique creuse le contraste thermique entre les continents qui chauffent vite et l'océan plus lent à se réchauffer, alors les vents côtiers qui alimentent l'upwelling devraient se renforcer. Le raisonnement se tient, il est mécaniquement élégant, et il a été largement relayé comme une quasi-certitude dans la vulgarisation. Un océan qui se réchauffe produirait davantage de remontées froides et fertiles ; le climat, pour une fois, jouerait en faveur des pêcheries.
Sauf que les données racontent, là encore, une histoire plus contrariée. Une étude parue dans Scientific Reports en 2015, portant sur la période 1982-2010, n'a trouvé aucune preuve d'une intensification générale des upwellings ; les résultats variaient d'une région à l'autre, sans tendance de fond claire. Une analyse plus longue, publiée dans Frontiers in Marine Science début 2021 et couvrant trente-sept années de 1982 à 2019, aboutit à un verdict comparable : pas de changement significatif à l'échelle globale, à l'exception notable d'un affaiblissement observé au large de la Californie du Nord. L'hypothèse de Bakun n'est donc pas réfutée, mais elle n'est pas confirmée non plus ; elle reste une hypothèse débattue, et non un fait acquis.
Sur ce point, j'ai longtemps hésité sur la manière de présenter les choses, parce que la tentation est grande de trancher dans un sens ou dans l'autre. Un travail portant sur le système des Canaries, en 2013, ajoutait d'ailleurs une pièce au puzzle : pas d'accélération des vents en une quarantaine d'années, mais un réchauffement des eaux côtières de l'ordre d'un degré par siècle. Autrement dit, même là où l'upwelling ne faiblit pas, l'eau qui remonte pourrait se réchauffer, avec des conséquences encore mal cernées sur sa richesse en nutriments et en oxygène.
Un mécanisme qui déborde de l'océan#
L'upwelling ne s'arrête pas à la lisière de l'eau. En maintenant une surface anormalement froide, il refroidit l'air côtier, favorise la formation de brouillards persistants et, paradoxalement, inhibe la formation des nuages porteurs de pluie. C'est l'une des explications avancées pour ces climats côtiers arides que l'on trouve précisément le long des grands systèmes d'upwelling, du désert d'Atacama aux côtes de Namibie. Le même mécanisme qui gorge l'océan de vie assèche parfois la terre voisine.
Il ne faut pas confondre ce phénomène côtier, entraîné par le vent, avec la grande circulation thermohaline qui brasse les océans à l'échelle planétaire sur des siècles ; les deux mettent en jeu des eaux profondes, mais à des échelles de temps et d'espace sans commune mesure. De la même façon, l'upwelling agit sur la stratification thermique en perçant temporairement la barrière qui sépare eaux de surface et eaux profondes, cette même barrière qui, ailleurs, verrouille la productivité.
À plus long terme, ce que l'upwelling nous apprend tient peut-être moins à la physique qu'à la prudence. Voilà un phénomène dont on connaît le moteur dans le détail, dont on mesure le rendement halieutique avec une précision croissante, et dont on est pourtant incapable de prédire l'évolution sous l'effet du réchauffement. La logique disait qu'il se renforcerait ; trente-sept ans de mesures répondent, pour l'essentiel, qu'on n'en sait rien. On observe que les certitudes les plus élégantes sont souvent celles que le terrain se charge de tempérer. Pour un système dont dépend un poisson sur cinq, cette humilité me paraît, malgré tout, la posture la plus raisonnable.
Sources#
- NOAA, What is upwelling ?, https://oceanservice.noaa.gov/facts/upwelling.html
- Frontiers for Young Minds, Upwelling systems, 2022, https://kids.frontiersin.org/articles/10.3389/frym.2022.704120
- Géoconfluences, Upwelling, https://geoconfluences.ens-lyon.fr/glossaire/upwelling
- Ifremer MARC, Upwelling, https://marc.ifremer.fr/glossaire/milieu_physique/upwelling
- Frontiers in Marine Science, Trends in coastal upwelling 1982-2019, 2021, https://www.frontiersin.org/journals/marine-science/articles/10.3389/fmars.2021.626411/full
- Scientific Reports, Coastal upwelling revisited, 2015, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4424801/
