Le département "Océanographie et Dynamique des Écosystèmes" articule ses activités autour d'un ensemble de processus couplés, parmi lesquels :

• la circulation océanique hauturière, observée, analysée et modélisée à diverses échelles ;
• la circulation hydrodynamique aux accores, lieu de forçage réciproque entre les masses d’eau côtières et hauturières ;
• les vagues et la houle, pour la définition des états de mer, le calcul des bilans d’échange océan-atmosphère et l'énergie mécanique restituée ;
• les mouvements sédimentaires, incluant les évolutions morphologiques, la caractérisation de la turbidité et des flux particulaires ;
• les écosystèmes benthiques, de la distribution des habitats et de leur biodiversité spatio-temporelle naturelle à la prolifération d’espèces invasives ;
• l'évolution de la qualité de l’environnement côtier, tous compartiments confondus, évaluée à partir des données des réseaux de surveillance environnementale et sanitaire ;
• des dynamiques complémentaires (microbiologie, zooplancton, espèces exploitables) abordées sous l'aspect de leurs couplages avec les dynamiques précédentes, pour le suivi de la chaîne trophique, pour évaluer leur incidence lors de l'interprétation des mesures de surveillance ou pour développer des approches intégrées d'évaluation de scénarios d'évolution des socio-écosystèmes côtiers.

• la connaissance de la circulation océanique, pour enrichir le diagnostic du changement global, avec la mise en place de réseaux dédiés à l’observation fine des propriétés de l’océan de la surface au fond ; la contribution au réseau ARGO pour le suivi de la partie supérieure de l’océan global ; la constitution de produits satellites élaborés et la responsabilité du nouveau centre de production de données de salinité (CATDS).
• la connaissance et la caractérisation de la biodiversité marine, pour mieux la préserver, grâce aux réseaux Rebent et Rephy, et l’organisation du volet marin du système d'information sur la nature et les paysages. Un domaine prioritaire, en conjonction avec les préoccupations sanitaires, concerne la biodiversité micro-algale.
• la contribution à une pêche et à une aquaculture durables par l'approche écosystémique. Ceci s’entend à la fois dans une caractérisation précise des équilibres de la chaîne trophique, mais aussi dans la perception très en amont des conflits d’usages potentiels entre activités humaines sur le littoral, qui s’affectent indirectement par l’intermédiaire des écosystèmes. Cette compréhension accrue peut également conduire à élucider les facteurs de surmortalité ostréicole.
• l'enrichissement des réseaux de surveillance pour répondre aux enjeux internationaux et européens. Au-delà de la constatation de valeurs de contamination ou d’anomalies par rapport à des facteurs d’équilibre, la démarche consiste désormais également à savoir caractériser le bon état écologique, identifier les pressions anthropiques sur le milieu, déterminer des mesures pour le retour à un état naturel ou considéré comme satisfaisant au regard des critères retenus. Un large déficit de connaissances doit être comblé pour construire des indicateurs pertinents à différentes échelles.
• la conception d'un système national de prévision environnementale des milieux côtiers. En lien avec Mercator, qui assure cette tâche pour la circulation globale et régionale de l’Atlantique Nord-Est, le système national d’océanographie côtière opérationnelle doit se fonder sur la base du démonstrateur Previmer et de son approche résolument tournée vers les applications, ce qui accroît grandement le nombre de paramètres observés et prédits par rapport aux produits hauturiers : vagues, température, salinité, turbidité, oxygène dissous…
• la promotion d'une capacité d’innovation technologique partagée, sur les vecteurs (châssis fond de mer, gliders, profileurs oscillants, drônes), les moyens de transmission de données (échanges fond-surface, surface-terre), et les capteurs (essais et validation de capteurs optiques, radars).