The TOPEX/POSEIDON mission, launched in August 1992 and having so far produced about 18 months of data, was designed to be a central element of the World Ocean Circulation Experiment (WOCE).
It has been clear since discussions first began in the early 1970's that altimetry was the only known technology capable of producing true global coverage of the ocean, with sampling rates and accuracies adequate to define the ocean circulation as a whole.
Étant donné l'importance de l'altimétrie au sein de WOCE, et les délais par nature importants entre la conception d'une mission spatiale et le lancement du satellite, il est aujourd'hui plus que satisfaisant de constater :
1- que le satellite fonctionne parfaitement,
2- que les instruments de la charge utile possèdent des performances (niveau de bruit, précision) très supérieures aux spécifications d'origine.
L'observation altimétrique globale de très haute précision, argumentée par un petit groupe de travail mis en place dans les années 70 - à une époque où la technologie réellement disponible avait des performances de 1 à 2 ordres de grandeur insuffisants pour se révéler utile - se réalise donc aujourd'hui.
L'exploitation des mesures de TOPEX/POSEIDON permet déjà de disposer d'un grand nombre de résultats scientifiques préliminaires.
Par exemple, la figure 1 représente une «photographie» de la circulation générale océanique sur une période de 10 jours, par rapport à un géoïde calculé par Nerem et al. [1994].
Tous les grands traits connus de la circulation océanique sont apparents : cellules subpolaires et subtropicales dans tous les océans, courant circumpolaire antarctique, niveau moyen de l'Atlantique plus bas, etc. Seule la précision du géoïde limite encore la qualité de tels résultats ; cependant, de nombreux efforts sont en cours pour pallier ce problème.
La figure 2 présente l'élévation absolue du niveau de la mer le long de 2 sections : l'une se situe à 32° S dans l'océan Indien [Toole et Warren, 1992], l'autre à 28° S dans l'océan Pacifique [Stommel et al., 1973]. Elle permet de se rendre compte de la précision atteinte.
Pour chaque coupe, 3 courbes sont tracées : la moyenne annuelle par rapport au géoïde de Marsh et al., l'estimation du niveau absolu de la mer issu de résultats préliminaires d'inversion de la circulation océanique à partir de mesures hydrographiques seules [Macdonald, 1994], et le niveau moyen sur 3 ans issu du modèle de Semtner et Chervin [1992] à une résolution de 0.25 degré. Bien que les données, méthodes et processus de moyennes spatiale et temporelle soient extrêmement différents, les 3 estimations sont généralement cohérentes à mieux que 10 cm sur des bassins entiers ; cela témoigne d'un progrès remarquable dans la compréhension de la circulation océanique dans la dernière décennie.
La composante variable des mouvements océaniques est mesurable presque indépendamment de toute erreur de géoïde.
La figure 3 représente les anomalies saisonnières par rapport à une moyenne annuelle de la circulation. On peut clairement observer l'oscillation saisonnière importante du niveau de la mer : l'hémisphère nord est haut durant sa saison d'automne, et atteint un minimum au printemps.
3 - Anomalie saisonnière (cm) par rapport à la moyenne annuelle :
(a) automne 1992,
(b) hiver 1992-93,
(c) printemps 1993,
(d) été 1993.
Une grande partie du signal est de nature stérique ; cependant, des effets dynamiques sont apparents, tout spécialement dans les tropiques. Avant TOPEX/POSEIDON, la meilleure connaissance de ce type de signal était le fruit de cartes construites grâce aux données peu nombreuses du réseau global de mesures in-situ du niveau de la mer.
La variabilité RMS 
du niveau de la mer obtenue au moyen d'un an de données TOPEX/POSEIDON a aussi pu être calculée.
Bien que des résultats analogues aient déjà été produits grâce à des missions altimétriques antérieures, ceux issus de T/P sont les plus précis jamais obtenus. Une grande partie de l'activité WOCE sera concentrée sur l'établissement de comparaisons entre de tels résultats et des données de mouillages et de flotteurs, ainsi qu'avec les champs de tourbillons engendrés par les modèles haute résolution de circulation océanique de nouvelle génération.
TOPEX/POSEIDON est un succès technique majeur : la hauteur de la surface de la mer est mesurée ponctuellement à quelques centimètres près depuis 1300 km dans l'espace. Les prévisions des ingénieurs et scientifiques des années 80 sont en train de se réaliser. Les quelques résultats montrés ici sont encore préliminaires ; toutefois, ils montrent que, pour la première fois, les océanographes disposent d'un véritable système d'observation global.
Pour WOCE, et plus généralement pour les océanographes, il y a désormais plusieurs priorités absolues :
(1) produire des jeux de données de la plus haute précision possible : une précision ponctuelle absolue de l'ordre de 1 cm n'est pas hors de portée.
(2) maintenir la précision de la mission et le flux de données tout au long de la durée de vie espérée (plus de 5 ans) du satellite.
(3) fournir des successeurs à TOPEX/POSEIDON. Les océanographes ont un objectif majeur : mieux comprendre la circulation océanique et les changements climatiques globaux. Seraient-ils donc satisfaits de voir se tarir un flux de données de la qualité de TOPEX/POSEIDON ?
(4) persuader les agences spatiales de réaliser une mission pour l'étude du champ de gravité et du géoïde, afin de permettre, en particulier, une forte réduction de l'incertitude finale sur la circulation absolue déduite de TOPEX/POSEIDON.
Bibliographie :
- Macdonald A., 1994, PhD Thesis, MIT-WHOI, en préparation.
- Nerem R.S. et 19 autres, 1994, Gravity model development for TOPEX/POSEIDON: Joint gravity model 1 and 2, J. Geophys. Res., submitted.
- Stommel H., E.D. Stroup, J.L. Reid et B.A. Warren, 1973, Transpacific hydrographic sections at Latitudes 43° S and 28° S: the Scorpio Expedition-I, Preface Deep Sea Res., 20, 1-7.
- Toole J.M. et B.A. Warren, 1992, A hydrographic section across the subtropical Indian ocean, Deep Sea Res., 40, 1973-2020.
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