Comment mesure-t-on la profondeur des océans ?

La profondeur des océans ne se déduit pas d’une simple observation de la surface : elle doit être mesurée ou estimée à l’aide d’instruments adaptés. Cette opération, appelée bathymétrie, permet de représenter les reliefs sous-marins, des plateaux continentaux aux plaines abyssales. Les méthodes actuelles associent principalement les sonars, les bathymètres et les observations satellitaires, qui ne fournissent pas toutes le même niveau de précision ni la même couverture géographique.

Le principe de l’écho acoustique

Le sonar est l’outil le plus utilisé pour mesurer directement la profondeur. Installé sur un navire, il envoie une onde sonore vers le fond marin. Lorsque cette onde rencontre le relief sous-marin, elle se réfléchit et revient vers le récepteur. L’appareil mesure le temps écoulé entre l’émission et le retour de l’écho ; connaissant la vitesse du son dans l’eau, il calcule la distance parcourue. Comme le signal effectue un aller-retour, la profondeur correspond à la moitié de cette distance. La vitesse du son varie notamment selon la température, la salinité et la pression de l’eau : ces paramètres doivent donc être pris en compte pour améliorer la mesure.

Des sondeurs simples aux sonars multifaisceaux

Les bathymètres et les sondeurs acoustiques peuvent effectuer des mesures verticales, en déterminant la profondeur située directement sous le navire. Les sonars multifaisceaux émettent quant à eux plusieurs faisceaux sonores répartis sur une large bande perpendiculaire à la route du navire. Ils mesurent simultanément plusieurs points du fond et permettent de construire des cartes détaillées de sa forme. En répétant les relevés le long de parcours successifs, les océanographes obtiennent une représentation de plus en plus complète des reliefs : pentes, fosses, dorsales ou monts sous-marins. La précision dépend toutefois de la profondeur, de la qualité des instruments, de la navigation du navire et de la vitesse de propagation du son dans la colonne d’eau.

L’apport des satellites

Les satellites ne mesurent généralement pas directement la distance entre la surface et le fond comme le fait un sonar. Des altimètres radar déterminent la hauteur de la surface de la mer avec une grande précision. Or les reliefs sous-marins influencent légèrement le champ de gravité terrestre : une masse rocheuse importante peut provoquer une très faible déformation de la surface océanique. En analysant ces variations à l’échelle de vastes régions, les scientifiques peuvent déduire la présence et la forme générale de structures situées sous l’eau. Cette méthode offre une couverture presque mondiale et permet de repérer de grands reliefs, mais elle est moins précise que les relevés acoustiques locaux. Les satellites servent donc surtout à compléter les cartes obtenues par les navires, tandis que les sonars restent indispensables pour établir des mesures détaillées de la profondeur.