ZONES POLAIRES
PROVOR SPI, UN NOUVEAU FLOTTEUR PROFILANT ARGO POUR LES REGIONS POLAIRES
Article rédigé par Carole Saout-Grit – carole.saout@glazeo.netpro
CONTEXTE
Depuis plusieurs décennies, de nombreux indices montrent une accélération du phénomène de réchauffement climatique à l’échelle globale. L’océan Arctique en est certainement l’un des témoins les plus criants : le réchauffement au cours des dernières décennies y atteint presque deux fois la moyenne globale à la surface de la Terre. Ce phénomène s’explique principalement par les nombreuses rétroactions entre les 3 éléments qui s’y trouvent : l’océan, l’atmosphère et la glace de mer. Pour comprendre les changements drastiques observés notamment depuis 20 ans dans les caractéristiques de la glace de mer en Arctique, il est essentiel d’y observer simultanément l’océan et l’atmosphère (Gascard et al., 2011).
Figure 1 : Extension de la glace arctique au 17 septembre 2014. La ligne orange symbolise l’extension moyenne de la glace de 1981 à 2010. La croix noire indique le Pôle Nord géographique (©NSIDC)
LE PROJET IAOOS
Le projet IAOOS (Integrated Arctic Ocean Observing System) vise à développer, déployer et maintenir en Arctique un système intégré collectant simultanément et en temps réel des observations relatives à l’état de l’océan, de la basse atmosphère et de la glace de mer.
Les paramètres observés sont choisis pour complémenter les observations satellitales et nourrir les modèles opérationnels. Pour l’océan, les profils sont collectés dans les 800 premiers mètres sous la surface, afin de documenter au mieux la couche de mélange, la profondeur et l’amplitude de la halocline et le parcours des eaux provenant de l’Atlantique et/ou du Pacifique. Ces observations sont cruciales pour mieux comprendre les différents transferts de flux entre l’océan et la glace ou l’atmosphère.
Les partenaires du projet sont l’Université Pierre et Marie Curie (coordinateur) au travers de 2 unités mixtes le LOCEAN et le LATMOS, le CNRS au travers de ces unités mixtes et la Division technique de l’INSU (Brest et Meudon), l’IPEV et ICARE. Plusieurs sociétés privées participent au projet IAOOS par la fourniture des matériels. NKE -Lorient travaille en particulier à la mise au point du flotteur profileur complet de type Argo pour permettre la collecte de données CTD océaniques entre 800 mètres et la surface.
Le projet IAOOS bénéficie des expériences acquises pendant les projets européens comme DAMOCLES, ACOBAR, ACCESS et travaille en synergie avec le projet européen ICE-ARC.
TECHNOLOGIE
L’équipement IAOOS est basé sur 15 plateformes autonomes fonctionnant à tout moment dans l’océan Arctique, pour une période de 7 ans. Chaque plateforme, composée de 3 éléments océan / atmosphère / glace de mer, dérive avec la glace de mer, les vents de surface et les courants océaniques. Elles sont conçues pour rester à la surface de la glace et flotter à la surface de l’océan, avec une autonomie de 2 ans.
Figure 2 : Distribution des 15 plate-formes prévues dans le cadre du projet IAOOS © IAOOS
Le projet IAOOS prévoit le déploiement de 6 plateformes par an, suivant le plan de déploiement des 15 premières plateformes. Deux périodes de déploiements sont prévues chaque année : au printemps et à l’automne (figure 2).
Le système océanique (figure 3) est composé :
- d’une bouée de surface contenant un GPS, un transmetteur Iridium, un processeur et des batteries Lithium qui garantissent l’alimentation en énergie du système pour 2 ans
- à la base de la bouée, est attaché un câble inductif de 800 mètres de long, le long duquel un profiteur de type flotteur Argo, équipé d’une CTD, effectue des profils verticaux de température/salinité une à deux fois par jour
- à l’extrémité du câble, un lest de 50 kg de poids mort assure la verticalité du câble, même pendant les périodes de dérive rapide de la glace de mer
Le système de communication de la plateforme par satellite Iridium permet à la fois la modification des paramètres de mission et la transmission de nouveaux ordres de mission suivant les circonstances. Le flotteur Argo permet d’obtenir des profils CTD en se déplaçant le long du câble de la plateforme. Sur la base de la technologie du flotteur PROVOR-CTS3 construit pour le programme international ARGO, un flotteur baptisé PROVOR SPI a été développé spécifiquement par NKE pour équiper les plateformes IAOOS, en opérant sous la glace de mer.
Le profileur PROVOR SPI a des parois amincies et peut embarquer suffisamment de piles pour permettre une autonomie de 2 ans à raison d’un profil par jour. Un système de glissement sans frottement a été développé pour faciliter les déplacements du profileur le long du câble. Enfin le profileur stocke les données acquises en interne et les transmet également par induction via le câble au cerveau placé sur la bouée de surface. Ce cerveau développé par la DT Insu envoie ensuite les données par iridium.
Figure 3 : Schéma d’une plateforme IAOOS © IAOOS
Plusieurs expériences en laboratoire et en mer ont permis d’abord de tester la robustesse des technologies développées pour les plateformes IAOOS. Des déploiements successifs de prototypes de plates-formes IAOOS au Pôle Nord en avril ont eu lieu en 2012, 2013, 2014. Les plates-formes ont dérivé vers le détroit de Fram. Le matériel a été récupéré en bon état, montrant sa bonne adéquation avec le milieu arctique.
Les résultats sont en cours d’exploitation, mais ces premières expériences menées dans le cadre de IAOOS laissent entrevoir des avancées dans l’observation et la compréhension de la variabilité à long terme du système océan/glace/atmosphère de l’océan Arctique.
Des capteurs bio-optiques ont été intégrés au profileur.
RÉFÉRENCES
2011
Gascard, J.-C. : » Steps toward an integrated Arctic Ocean Observational System « , Oceanography, vol.24, no 3, pp 174-175, http://dx.doi.org/10.5670/oceanog.2011.69
LIENS
>>IAOOS et IAOOS IPEV
>>ACOBAR
>>ACCESS
>>DAMOCLES
LIENS PRODUITS
>> PROVOR SPI