OCÉANOGRAPHIE PHYSIQUE

ARVOR I, UN NOUVEAU PAS POUR LES APPLICATIONS ARGO AUX MERS MARGINALES
Article écrit par Carole Saout-Grit – carole.saout@glazeo.net

CONTEXTE

De nouvelles exigences quant à l’utilisation possible des flotteurs Argo dans certaines zones sont apparues ces dernières années, en particulier pour les mers marginales et les zones côtières. Le développement de la communication par Iridium sur la nouvelle génération des flotteurs ARGO a permis un nouveau pas technologique essentiel à l’utilisation de ces flotteurs dans les mers marginales ou côtières, permettant de réduire notamment les risques d’échouage, de chalutage ou d’impacts dans ces mers à haut trafic maritime et parfois à faibles fonds bathymétriques.

Dans les mers marginales en particulier, un consortium italien baptisé ARGO-ITALY met en place les moyens pour contribuer à long-terme aux réseaux d’observation globale que sont ARGO, Euro-Argo, MedArgo, GDP, EGO et SOOP pour les mers italiennes, la mer Méditerranée et la mer Noire. L’objectif est de fournir et de maintenir une quantité suffisante de mesures in-situ de température, salinité, courants et propriétés biogéochimiques des eaux de ces mers marginales jusqu’ici peu explorées sur le long terme et en profondeur.

Figure 1: ARVOR-I fabriqué par NKE déployé en mer Ionienne depuis le R/V Poseidon en avril 2014 © OGS Italy

DONNÉES

La nouvelle génération des flotteurs ARVOR est fabriquée par NKE depuis 2010, avec le nouveau système de communication bi-directionnelle par Iridium, qui a permis d’améliorer considérablement la durée de transmission des données du flotteur en surface. Ce nouveau pas technologique a ouvert aussi de nouvelles possibilités, notamment celle de pouvoir modifier les paramètres du flotteur, le rendant plus facile à utiliser pour les mers marginales ou côtières.

De nouvelles améliorations ont aussi vu le jour avec la communication par Iridium :

• la transmission de nouvelles informations sur le comportement général du flotteur
• l’acquisition de nouvelles données CTD proche surface, acquises notamment avant la coupure de la pompe CTD à la fin de la phase de remontée du flotteur
• une résolution verticale (2 dbars) et une autonomie en énergie améliorées
• un contrôle et une modification des paramètres de configuration du flotteur pendant sa mission : modification de sa période de cycle, de sa profondeur de parking, de sa profondeur de profil etc…
• la possibilité de gérer le positionnement du flotteur suivant les fonds bathymétriques rencontrés

L’un des deux premiers ARVOR-I mis à la mer a été déployé en février 2010 en mer Adriatique (figure 2). Il a subi de nombreuses modifications de ses paramètres au cours de sa mission, avec une période de cycle variant de 2 à 5 jours, une profondeur de profil variant de 1200 à 800 mètres, et une profondeur de parking fixe à 350 mètres. Il s’est arrêté le 2/8/2014 après avoir effectué 327 cycles au total. Il aura eu une durée de vie de plus de 4,5 ans, et aura effectué un trajet de plus 250 kms pendant cette période.

Figure 2: Trajectoires de deux flotteurs de type ARVOR fabriqués par NKE et déployés en Mer Adriatique en 2010 et 2012 dans le cadre du programme MedArgo: (à gauche) l’ARVOR-Argos #wmo 6901040, (à droite) : l’ARVOR-Iridium#wmo 1900848 ©GDAC CORIOLIS

Au total depuis l’été 2010, 47 flotteurs de type ARVOR-I ont été mis à l’eau dont 30 sont encore actifs à ce jour (au 15/10/2014). Ces 47 flotteurs représentent un total de plus de 3500 profils verticaux T/S collectés, majoritairement en mer Méditerranée pour 38 flotteurs. 29 de ces 38 flotteurs ont été financés et déployés en mer Méditerranée par le consortium italien ARGO-ITALY.

RÉSULTATS

Un récent travail de Bensi et al. (2013) utilise les données du flotteur #1900848 avec celle d’un autre flotteur Arvor, fabriqué aussi par NKE mais équipé d’une transmission Argos (#wmo 6901040). Tous deux ont été déployés dans le sud de la mer Adriatique entre 2010 et 2012 dans le cadre du programme MedArgo.

Les données des flotteurs ont été utilisées dans ce papier pour intégrer les données océanographiques obtenues à partir du mouillage fixe E2-M3A, situé au centre de la mer Adriatique (voir :http://nettuno.ogs.trieste.it/e2-m3a/). Mélanger les mesures eulériennes et lagrangiennes permet d’augmenter considérablement la qualité de l’analyse pour un sujet spécifique comme celui de l’expansion des eaux denses de l’étude Bensi et al. 2013. Le fait que 2012 ait été marquée par un évènement exceptionnel de formation d’eaux denses dans la partie nord de l’Adriatique montre l’importance d’avoir des mesures constantes sur le long-terme.

Le flotteur #wmo 1900848 a circulé du SAP (Southern Adriatic Pit) jusqu’à la fosse de Pomo après octobre 2010, tandis que le flotteur #wmo 6901040 est resté pendant plusieurs mois (d’avril à juillet 2012) dans le SAP avant de pénétrer en mer ionienne et de retourner dans le SAP en janvier 2013 (voir figures 2 et 3)

Figure 3 : Bathymétrie de la mer Adriatique, superposée aux positions des profils et trajectoires (points et traits rouges) des deux flotteurs #1900848 (depuis le 01/01/2011, dans la fosse de Pomo) et #6901040 (depuis le 31/03/2012, dans le SAP). Leur premier profil est indiqué par une étoile jaune, le dernier (au 31/12/2012) par un point jaune © Bensi et al. 2013

Les données de ces deux ARVOR ont permis d’analyser les changements des propriétés thermohalines des couches profondes du SAP après le passage d’un évènement météorologique extrême, et l’arrivée de masses d’eaux très denses formées dans la partie nord de la mer Adriatique pendant l’hiver 2012. Le récent travail de Bensi et al (2013) montre en effet qu’en hiver 2012, des eaux exceptionnellement denses et abondantes baptisées NAdDW (North Adriatic Dense Water, voir [Franco et al. 1982 ; Malanotte-Rizzoli et al., 1997] sont apparues dans la partie nord de la mer Adriatique, sous l’effet conjugué de coups de vents de nord-est intenses, froids et secs, et de faibles décharges d’eau douce (du fleuve Pô et des faibles précipitations).

Après sa formation dans la partie nord du bassin adriatique, la NAdDW s’est assez rapidement propagé vers le centre puis le sud du bassin, du fait notamment de sa forte différence en densité avec les eaux adjacentes. La figure 3 montre qu’à l’été 2011, la NAdDW est prise au piège dans la fosse de Pomo dans une couche d’épaisseur de 100 mètres au-dessus du fond, avec une densité de 29.00+/-0.04 kg.m-3, tandis qu’à l’été 2012, sa densité atteint une valeur de 29.44+/-0.16 kg.m-3.

Figure 3 : Coupe Temps-profondeur en (a) Température et (b) Salinité obtenue par le flotteur dans la fosse de Pomo du 1er janvier 2011 au 31 décembre 2012. La figure (c) montre la trajectoire du même flotteur (s/n 1900848). © Bensi et al. 2013

Figure 4 : Moyennes de (a) – Température, (b) – Salinité, et (c)- densité potentielle obtenues à partir des profils CTD du flotteur dans la fosse de Pomo (centre de l’Adriatique) en Juillet-Août 2011 (en rouge) et Juillet-Août 2012 (cyan). La figure (d) montre la trajectoire du flotteur 1900848 entre Juillet 2011 et Décembre 2012 (les cercles rouges et cyan correspondent aux profils collectés en Juillet-Août 2011 et Juillet-Août 2012, respectivement). © Bensi et al. 2013

REFERENCES

2013
Bensi M., Cardin V., Rubino A., Notarstefano G., and Poulain P.-M., 2013: Effects of winter convection on the deep layer of the Southern Adriatic Sea in 2012. Journal of Geophysical Research Oceans, 118(11), 6064-6075 , doi:10.1002/2013JC009432

2012
S. Le Reste, André X., Dutreuil V., Trautmann C. :  » Subsurface profiling floats : Arvor & Provor family  » Poster, CBO, Congress of Brazil’s Oceanographic Industry, 13 -16th November 2012. Rio De Janeiro, Brasil. http://archimer.ifremer.fr/doc/00115/22663/

2007
Poulain, P.-M., et al., MedArgo :  » A drifting profiler program in the Mediterranean Sea « , Ocean Science, 3, 379-395, doi:10.5194/os-3-379-2007

1997
Malanotte-Rizzoli, P. et al. :  » A synthesis of the Ionian Sea hydrography, circulation and water mass pathways during POEM-Phase I « , Prog. Oceanogr., 39(3), 153-204, doi:10.1016/S0079-6611(97)00013-X

1982
Franco, P. L. Jeftic, P.Malanotte-Rizzoli, A.Michelato and M.Orlic :  » Descriptive model of the northern Adriatic « , Oceanolo. Acta, 5(3), 379-389 

LIENS

>>ARGO-ITALY at OGS Trieste
>>MEDARGO main site

LIENS PRODUITS

>> ARVOR I