Nouvelle-Calédonie Vanuatu

Les scientifiques de la campagne Pandora ont pour objectif d’effectuer des mesures entre la surface et 6000 mètres de fond pour étudier les masses d’eau qui transitent par la mer de Corail et la mer des Salomon. Les paramètres mesurés incluent les courants marins, l’hydrologie (température et salinité), les concentrations en éléments nutritifs et en traceurs (terres rares et isotopes, métaux dissous). Pour ce faire, ils utilisent de nombreux outils d’une haute technicité.

Bouteilles Niskin et Go Flo

Les bouteilles Niskin et Go-Flo sont utilisées pour prélever des échantillons d'eau à des profondeurs déterminées. Elles sont immergées ouvertes et sont fermées à distance aux profondeurs cibles. La bouteille de prélèvement d'eau Niskin présente un corps tubulaire et se décline en différentes capacités (de 5 à 100 litres). La bouteille d'échantillonnage Go-Flo est identique mais présente la particularité d’être conçue pour prélever des échantillons « propres », non contaminés par les éléments comme le fer par exemple, qui pourrait provenir du câble ou du navire. Pour cela, l’intérieur des bouteilles est recouvert de téflon et l’accastillage est en matière plastique. Ces bouteilles Niskin ou Go-Flo sont fixées sur une armature nommé rosette (vue de dessus, elle ressemble à une rosette de cathédrale). Lors de la campagne Pandora, deux rosettes de douze et vingt-quatre bouteilles seront à bord : une « propre » fournie par l’université d’Hawaii et une « normale » de la division technique INSU de Brest.

Particularité de la « rosette propre » de l’Université d’Hawaii et de son équipement (bathysonde)

L’appareillage comprend l’armature (la rosette) recouverte d’une peinture spéciale ne laissant aucune surface métallique nue (c'est-à-dire propre de toutes traces métalliques extérieures), un treuil avec un câble électro-porteur en Kevlar de 1400 mètres, 12 bouteilles de prélèvement d’eau Go Flo d’une capacité de 12 litres, et un système de capteurs de pression, de température, de profondeur (CTD) et d’oxygène. Tout le système permet ainsi les mesures de métaux traces (au ng près) en limitant au maximum les contaminations (comme par exemple le métal constituant le navire).

CTD (conductivity, temperature, depth)

Cet instrument fait de capteurs électroniques de haute précision mesure la température et la conductivité de l’eau de mer, ainsi que la pression, pour fournir un profil de la température et de la salinité en fonction de la profondeur avec un pas d’échantillonnage de quelques centimètres. Ces paramètres sont nécessaires pour décrire les propriétés physiques et l’origine des masses d’eau. La plupart du temps, il est mis à l'eau à partir du navire en station fixe au centre de la rosette et relié par câble électro-porteur qui permet la transmission des données à l'ordinateur de bord. Une station de mesures CTD peut durer jusqu’à 3 heures selon la profondeur de mesure. Il est également possible de déployer une CTD autonome sur le câble d’un mouillage ; les données sont alors enregistrées plusieurs fois par jour sur des cartes mémoires placées dans l’instrument et sont récupérées par la suite (dans le cas de la campagne Pandora, elles le seront 18 mois après la mise à l’eau).

Laboratoire container propre du département technique de l’INSU Brest

Un laboratoire container propre sera installé sur l’Atalante afin d’effectuer les premières analyses selon les normes ISO 100. Ce laboratoire inclut une partie « échantillonnage » qui permet aux équipes de traiter les différents prélèvements d’eau et une partie « analytique » pour effectuer les premières analyses chimiques par spectrophotométrie.

ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) : ce courantomètre acoustique permet de mesurer et d’enregistrer les courants jusqu’à une distance de 100 à 1500 mètres de l’instrument. Il utilise l’effet Doppler. C'est-à-dire qu’il émet des ondes sonores qui sont réfléchies par des particules présentes dans l’eau. Le signal revient alors à l’ADCP qui devient un récepteur. L’information concernant la direction du courant et sa vitesse peut être obtenue grâce au changement de fréquence entre l’onde émise et reçue dû au mouvement des particules. Ces instruments ont une capacité d’autonomie d’un à deux ans. Les ADCP peuvent être fixés sous la coque d’un navire et sur des mouillages. Lors de la campagne, plus d’une vingtaines d’ADCP seront utilisées.

Les mouillages

Onze mouillages de sub-surface (4 français et 7 américains) aux positions considérées par les chercheurs comme des endroits clefs de la région pour la circulation des masses d’eau. Ils seront en immersion pendant un an et demi et récupérés par un autre navire océanographique. Ils sont constitués chacun des parties suivantes :

• une bouée de sub-surface d’environ 2 mètres de diamètre (flottaison approximativement à 80 mètres de profondeur en dessous de la surface de l’eau) : le fait d’être placée en dessous de la surface permet d’éviter les problèmes de vandalisme et de dégâts du matériel liés aux fortes vagues ;
• un câble métallique correspondant à la profondeur voulue (pouvant aller jusqu’à 6000 mètres de profondeur) ;
• plusieurs capteurs CTD et ADCP généralement couplés et situés à différentes profondeurs le long du cable ;
• un largueur acoustique qui relie la ligne de mouillage au lest posé sur le fond. Pour déclencher la remontée du mouillage, un signal acoustique est envoyé à partir du navire vers le largueur. A la réception de ce signal, le largueur libère le lien mécanique (crochet) qui le relie au lest: l'ensemble de la ligne remonte alors vers la surface ;
• un lest de plusieurs centaines de kilos (par exemple des roues de train). La pression entre la bouée sub-surface et le lest et la présence de flottabilités le long de la ligne sont exactement calculées en fonction de la profondeur et des estimations de courants afin que le câble soit maintenu tendu et vertical. (© image LEGOS, IRD, campagne Pandora 2012)