Le Jumeau Numérique de l’Océan

 

La prochaine innovation consiste à développer un véritable jumeau numérique européen de l’océan – une représentation cohérente, haute résolution, multidimensionnelle, multi-variable et en temps quasi réel de l’océan. Intégrant un large éventail de ressources et de sources de données européennes existantes et nouvelles, le DTO combinera la modélisation océanique de nouvelle génération, l’intelligence artificielle, l’apprentissage automatique et le calcul à haute performance, en développant l’interactivité et en transformant le paradigme du partage des connaissances.
Comme son nom l’indique, nous disposons de la technologie nécessaire pour créer une copie numérique de l’océan, sur laquelle nous pouvons tester, par exemple, les effets de scénarios climatiques et de catastrophes sur le système climatique océanique, ainsi que l’efficacité des plans d’atténuation et d’adaptation. Les connaissances générées par le JNO fourniront à chaque citoyen de notre planète bleue des moyens et des agences efficaces pour mieux comprendre l’océan et prendre des décisions éclairées, en partageant collectivement la responsabilité de surveiller, préserver et améliorer les habitats marins et côtiers.

Mercator Ocean International (MOi) a été à l’avant-garde du développement de modèles numériques au cours des deux dernières décennies pour représenter l’océan mondial et les mers régionales. MOi a investi le champ de l’océanographie opérationnelle en développant des modèles numériques mathématiques de représentation de l’Océan. Ces modèles sont régis par des équations dites « équations primitives », issues de la dynamique des fluides et de leur intégration opérationnelle pour des calculs en temps réel. Ces équations numériques sont le résultat de millions de calculs effectués sur des super calculateurs. Les données d’observation sont ensuite assimilées dans le modèle, en combinant les résultats du modèle mathématique avec les données d’observation (par exemple, des données provenant des satellites ou de l’in-situ) afin de générer une représentation finale la plus réaliste possible de l’état de l’océan. Cela permet également de fournir des prévisions à 10 jours de l’état de l’océan. Un modèle numérique permet donc de montrer une représentation quadridimensionnelle, actuelle, passée ou future, de l’état physique et biogéochimique de l’océan. Avec le programme Copernicus de l’Union européenne (UE), MOi s’est investi auprès d’une large communauté de centres experts européens pour transformer cette océanographie numérique en un service opérationnel de surveillance et de prévision de l’océan, ainsi que pour fournir au public un accès libre et gratuit à cette navigation 4D de l’océan numérique.

Le Jumeau Numérique Européen de l’Océan

Afin de renforcer le leadership de l’UE en matière de protection de l’océan, la présidente de la Commission européenne, Ursula von der Leyen, a lancé le European Digital Twin Ocean (DTO) dans le cadre de la mission de l’UE Restore Our Ocean and Waters by 2030 et pour permettre l’ambition du Green Deal européen. Lors du One Ocean Summit en février 2022, elle a expliqué qu’un jumeau numérique de l’océan est une occasion pour l’Europe de faire la lumière sur notre océan collectif: 

The ocean is still largely a great mystery for humankind. That is why Europe is building a digital twin of the ocean. We are connecting our assets – like the Copernicus satellites, marine infrastructure like icebreakers, buoys and underwater drones, and high-performance computing. We will gather the raw data and turn it into real-time knowledge and longer-term predictions. We are putting the power of the digital revolution at the service of our climate. […] Thanks to the EU and its Member States, a digital twin should be operational by 2024. It will make ocean knowledge open-access, available to citizens, scientists and policymakers around the world. It will be a platform for global cooperation.

– Ursula von der Leyen Présidente de la Commission Européenne 

Le One Ocean Summit a été organisé dans le cadre de la présidence française du Conseil de l’UE, et plus de 40 pays se sont réunis pour placer l’océan au centre de l’agenda politique international.  Grâce à la signature de la “Declaration of Brest” six États européens se sont engagés à transformer Mercator Ocean International en une  institution intergovernmentale chargée de construire le premier Océan Numérique au Monde. 
MOi a commencé son travail sur le JNO européen par une approche inclusive et collaborative, fédérant des partenaires au niveau européen et international.. Les 20 et 21 Avril 2022, MOi a accueilli le premier Forum de l’Ocean Digital à Paris, organisé sous les auspices de la Commission européenne et du Ministère français de la Mer dans le cadre de la Présidence du Conseil de l’Union européenne. Le Forum sur l’océan numérique est une première étape vers la construction du jumeau numérique de l’océan européen en utilisant les atouts européens tels que Copernicus et EMODnet et en réunissant les communautés européennes concernées.
L’ADN du JNO européen est l’esprit de co-création, le soutien au développement d’initiatives parallèles et, surtout, l’intégration et l’interopérabilité avec d’autres jumeaux et projets européens. Le Forum sur l’océan numérique a réuni des experts européens et internationaux sélectionnés sur la base de leur expertise avérée dans de multiples domaines pour convenir des principes et éléments fondamentaux du JNO européen, en s’appuyant sur les investissements européens dans l’observation et la prévision des océans, afin de garantir qu’un « service de connaissances océaniques » émerge du JNO pour répondre aux besoins des utilisateurs. 

L’ évènement comprenait cinq groupes de travail composés d’experts de toute l’Europe, chargés d’explorer les différentes facettes et les besoins créatifs du JNO européen. Grâce à la collaboration et à la participation de plus de 70 experts dans ces groupes de travail, un rapport complet sur les résultats de l’événement sera présenté à la Commission européenne d’ici la fin du mois de mai. Ce rapport compile et synthétise les conseils reçus tout au long de ce processus. Les experts présents au Forum ont également mis en évidence des domaines clés nécessitant une communication et une collaboration continues entre les partenaires européens du JNO. Les points forts du Forum ont été publiés et peuvent être lus ici.  

Le JNO européen sera entièrement compatible avec les autres jumeaux numériques, notamment l’architecture Destination Terre (DestinE), dirigée par l’ESA, EUMETSAT et le CEPMMT. De l’intégration des données à l’utilisation d’euroHPC, en passant par l’exploitation des données, le JNO sera totalement aligné sur les jumeaux numériques de la phase 1 de DestinE et soutiendra fortement la stratégie numérique de l’UE et le programme du Green Deal.  En termes de connexion avec d’autres jumeaux, il y a deux niveaux principaux, l’intégration et la collaboration avec d’autres JNO (locaux ou en dehors de l’Europe) et l’interopérabilité avec d’autres jumeaux numériques comme ceux de l’atmosphère, de l’hydrosphère et même des systèmes commerciaux (comme les parcs éoliens).. 

L’espace au service de la transition numérique, du quantique à l’IA – Pierre Bahurel, Directeur général de Mercator Ocean International