Quantifier les vitesses des courants depuis les zones côtières jusqu'aux profondeurs océaniques
Nos Aquadopp utilisent des impulsions acoustiques pour mesurer la vitesse et la direction du courant à une profondeur dans la colonne d'eau. Ces instruments peuvent être installés de la surface jusqu’à 6000m et utilisés pour une variété d’applications.
Découvrez Aquadopp 6000mQUAND L’OCÉANOGRAPHIE RENCONTRE L’ASTROPHYSIQUE
CONTEXTE GENERAL : Un déficit chronique d’observations dans l’Océan profond
Face à une menace climatique de plus en plus pressante, la communauté scientifique développe des outils pour identifier, suivre et prédire les effets à court comme à long terme des activités anthropiques sur le milieu marin. L’observation en temps réel de l’état physique et biogéochimique de l’océan est déterminante pour le développement de ces nouveaux outils, en particulier dans l’océan profond (> 500 m) qui reste chroniquement sous-échantillonné du fait de sa vaste étendue et des difficulté techniques et logistiques intrinsèque de l’observation aux grandes profondeurs. L’océan profond joue pourtant un rôle majeur dans la régulation du climat de la Terre par sa capacité à stocker le CO2 produit par la combustion de carburants fossiles tout comme la chaleur captée par les gaz à effet de serre émis par ces mêmes activités anthropiques.
CONTEXTE LOCAL : La ligne de mouillage instrumentée ALBATROSS
Opéré par le MIO et la DT-INSU, le mouillage ALBATROSS (1) est une ligne de mouillage multi-instrumentée (500-2400 m) initialement dédiée à la caractérisation hydrodynamique du site d’implentation du premier prototype ANTARES de télescope sous-marin à neutrinos. Cette synergie s’est trouvée renforcée dans le cadre de la mise en oeuvre du télescope à neutrinos de nouvelle génération KM3NeT-ORCA (2) et comme une des contributions françaises au réseau européens d’observatoires sous-marins permanents EMSO (3) dédiés à la climatologie, l’océanographie, la biogéochimie, les géosciences et le suivi de la biodiversité de l’océan profond.
1 - Autonomous Line with a Broad Acoustic Transmission for Research in Oceanography and Sea Sciences
2 - Oscillation Research with Cosmics in the Abyss
3 - European Multidisciplinary Seafloorand water column Observatory
SOLUTIONS ET BENEFICES : les Aquadopp dans un système d’observations temps réel
Le mouillage ALBATROSS a été grandement modernisé depuis quelques années permettant une meilleure couverture de la colonne d’eau, un pilotage central des instruments (lignes et modem inductif sur PC embarqué) et la transmission journalière par acoustique des données au module d’interface du MII (Module d’interface instrumenté) puis à terre via l’infrastructure câblé du LSPM (4). En particulier, il intègre six Aquadopp répartis entre 500 m et 2360 m (~50 m au-dessus du fond) qui sont parfaitement intégrés dans le système temps réel. La fréquence d’acquisition des Aquadopp (30 minutes) permet d’accéder à la variabilité haute fréquence des conditions hydro-dynamiques de la colonne d’eau sur de longues périodes. Cette dualité permet de détecter les évènements affectant la circulation thermo-haline tels que l’arrivée d’eaux profondes néo-formées et la présence de tourbillons susceptibles de mélanger les masses d’eaux profondes ou de générer des épisodes de bioluminescence qui polluent les observations du télescope à neutrinos.
4- Laboratoire Sous-matin Provence Méditerranée
PERSPECTIVES : Aquadopp et Signature, complémentarité instrumentale
Du fait de l’activité sous-marine de l’OTAN et de la Marine Nationale dans les eaux proches de Toulon, il était impossible de déployer des instruments entre la surface et 450 m de profondeur. Pourtant, une grande partie des processus biogéochimiques affectant la capture du CO2 atmosphérique dans les océans se passent dans cette tranche d’eau. Lors des déploiements à l’automne 2016 et au printemps 2018 nous avons eu l’opportunité avec l’aide de NORTEK-Med d’installer pendant quelques mois un ADCP (NORTEK Signature 55 en 2016 et Signature 100 en 2018) placés en tête de mouillage afin de couvrir la sub-surface (20-450 m). Les résultats de ces premiers tests montrent une très bonne cohérence, voire continuité, entre les courants de sub-surface mesurés par l’ADCP, entre 20 et 450m, et ceux mesurés par les Aquadopp, entre 500 et 2360m. Cette configuration fournit une couverture quasi-complète de la colonne d’eau et nous permet ainsi de mieux caractériser et comprendre les épisodes récurrents de forts courants (> 20 cm/s) détectés sur les instruments profonds et les liens avec la circulation des eaux de sub-surface.
PERSPECTIVES : Aquadopp et Signature, complémentarité instrumentale
Du fait de l’activité sous-marine de l’OTAN et de la Marine Nationale dans les eaux proches de Toulon, il était impossible de déployer des instruments entre la surface et 450 m de profondeur. Pourtant, une grande partie des processus biogéochimiques affectant la capture du CO2 atmosphérique dans les océans se passent dans cette tranche d’eau. Lors des déploiements à l’automne 2016 et au printemps 2018 nous avons eu l’opportunité avec l’aide de NORTEK-Med d’installer pendant quelques mois un ADCP (NORTEK Signature 55 en 2016 et Signature 100 en 2018) placés en tête de mouillage afin de couvrir la sub-surface (20-450 m). Les résultats de ces premiers tests montrent une très bonne cohérence, voire continuité, entre les courants de sub-surface mesurés par l’ADCP, entre 20 et 450m, et ceux mesurés par les Aquadopp, entre 500 et 2360m. Cette configuration fournit une couverture quasi-complète de la colonne d’eau et nous permet ainsi de mieux caractériser et comprendre les épisodes récurrents de forts courants (> 20 cm/s) détectés sur les instruments profonds et les liens avec la circulation des eaux de sub-surface.
A retenir:
- Les ADCP peuvent être utilisés pour mesurer les courants n’importe où, depuis les zones de marée peu profondes jusqu’aux profondeurs océaniques.
- Qu’il s’agisse de construire des structures de protection côtière,d’exploiter en toute sécurité le trafic à proximité des ports, ou de comprendre comment les processus océaniques affectent le climat, cela nécessite d’avoir des informations fiables sur la vitesse et la direction du courant.
- Certains ADCP peuvent également mesurer les paramètres des vagues en suivant la surface de la mer ou résoudre les écoulements turbulents en échantillonnant très rapidement.
- Les courantomètres comme l’Aquadopp mesurent la vitesse du courant en un seul point, tandis que les profileurs de courant comme l’Aquadopp Profiler fournissent des informations sur les vitesses du courant en plusieurs points dans la colonne d’eau.
