Soutenance mémoire
LES INSTRUMENTS DE MESURE DE LA SALINITE
Aujourd’hui la plupart des mesures in situ de la salinité repose sur la mesure de la conductivité de l’eau de mer (Martin, 2013). Il existe différents instruments de mesure du profil de S, les plus utilisés sont les flotteurs et les CTDs (Conductivity TemperatureDepth).
Les flotteurs Argo
Le flotteur est, d’une façon générale, un instrument (sous-)marin autonome qui mesure un paramètre (T, S, oxygène,…) au coeur des océans. Il est programmé à l’avance et est déployé à partir de navires océanographiques ou d’opportunité. Dès lors, il réalise des cycles de mesures jusqu’à perte de son autonomie. Les flotteurs « Argo » sont gérés par ARGO, un programme international d’observations de l’océan à partir de flotteurs autonomes (http://www.argo.ucsd.edu). Ces flotteurs mesurent donc en temps réel des grandeurs physiques permettant de caractériser l’océan et sa variabilité, comme T et S sur plusieurs niveaux d’immersion. Ils sont déployés via des équipes d’organismes scientifiques qui les paramètrent en fonction des capacités de leur modèle. Le cycle des flotteurs Argo est de 10 jours. Chaque cycle comporte une descente de quelques heures vers une immersion de référence (généralement 1000m), où le flotteur dérive pendant environ 9 jours, mesurant régulièrement T et S. Puis, il plonge à une immersion (généralement 2000m) à laquelle il démarre un « profil remontée » en échantillonnant T et S .
Tous les flotteurs Argo permettent la mesure de T et un grand nombre sont aussi équipés de conductimètre afin de mesurer S. La résolution verticale des Argo peut fortement varier entre les différents flotteurs. Ces flotteurs constituent plus de 95% des fichiers que nous avons extraits de la base de données Coriolis sur la zone d’étude.
Les CTDs, XCTDs et XBTs
Les profils « CTDs » sont mesurés par des sondes CTDs. La CTD est un instrument électronique couramment utilisé par les océanographes lors des campagnes océanographiques. Elle enregistre en continu S (en mesurant la conductivité), T et la profondeur (par mesure de la pression). La CTD permet donc d’effectuer des profils verticaux à partir de la surface de la mer lors des stations hydrologiques. D’autres capteurs peuvent être installés sur une CTD: des capteurs d’oxygène dissous dans l’océan, des capteurs de fluorescence qui permettent de mesurer la chlorophylle, etc.
Les CTDs nécessitent toutefois un navire océanographique pour leur mise à l’eau, et du temps bateau pour réaliser les stations. C’est pourquoi s’est également développée dans les années 80 la possibilité de réaliser des profils T ou T et S à partir de bateaux en marche comme les navires marchands. Il s’agit des sondes XBTs (eXpendable BathyThermograph) pour T, et XCTDs (eXpendable Conductivity Temperature Depth) pour T et S. Le principe consiste à envoyer dans l’océan une sonde « jetable » reliée à un ordinateur par un fil conducteur qui va enregistrer et transmettre le long de la descente les données relevées par des mini-capteurs. A une certaine immersion (qui dépend du type de sonde employée et de la vitesse du navire et donc de l’étirement du fil, généralement entre 700 et 800m), le fil conducteur se casse par étirement, la sonde est perdue mais les données sont enregistrées. D’une précision moindre que les CTDs, l’énorme avantage de ce système réside en l’absence de mise en place de moyens «lourds». Il est toutefois depuis 2010 fortement concurrencé par les flotteurs Argo et XCTDs et XBTs se font rares. En plus de ces types de mesure in situ de profils de S, il existe d’autres moyens de mesurer S comme les thermosalinographes (cf http://www.legos.obs-mip.fr/observations/sss/ ) mais ces mesures se limitent à la « surface » océanique (même si l’immersion de prélèvement peut varier de plusieurs mètres).
LE PROJET DE MESURES IN SITU ARAMIS
De 2002 à 2008, le projet ARAMIS (Altimétrie sur un Rail Atlantique et Mesures In Situ, http://aramis.locean-ipsl.upmc.fr/, responsable S. ARNAULT) a mis en place en Atlantique tropical un suivi basse fréquence des structures thermo-halines de la couche 0-1000m sur une ligne de bateau marchand. La ligne de bateaux retenue est la ligne World Ocean Circulation Experiment WOCE-AX11 entre l’Europe et l’Amérique du Sud . Cette ligne est particulièrement intéressante puisqu’elle traverse les grands courants zonaux de l’Atlantique tropical ainsi que la trace au sol de la position moyenne de la Zone de Convergence Intertropicale (ZCIT ou ITCZ). La ligne échantillonne également les 2 zones de formation des eaux de S maximum, véritable marqueur d’anomalies climatiques dans leur hémisphère respectif, et se superpose à une trace de la mission Jason.
L’expérience ARAMIS a été conduite de juillet 2002 à octobre 2008, soit 13 campagnes de mesures. 2 fois par an, en automne et au printemps boréal, des sondes permettant de recueillir profils de T (XBT pour eXpendable BathyThermograph) et de S (XCTD pour eXpendable Conductivity-Temperature-Depth, cf. II.1.2) entre la surface et 700m de profondeur sont lancées depuis le navire, entre 35°N et 20°S. La résolution finale est de 0.5° en T et 1° en S. Des mesures de thermosalinographe (SST, SSS) sont également recueillies le long de la route, ainsi que des indications météorologiques.
Concrètement, chaque « tirs » d’XBT ou XCTD donne lieu à la création d’un fichier numérique qui comporte les informations sur la longitude (x), la latitude (y), la date de lancement (t) de la sonde en entête de fichier et la valeur de S (XCTD) et de T (XBT, XCTD) ré-interpolée tous les mètres de profondeur. Le prétraitement de ces fichiers a permis de recueillir dans une matrice les mesures sous forme de profils de S c’est-à-dire pour chaque point (caractérisé par une longitude x en degré, une latitude y en degré et une date t (jour/mois/année)), nous avons une mesure de S à chaque mètre, allant de la surface à 700m de profondeur (z).
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Table des matières
Introduction
Matériel et méthode
Schéma de l’étude
Critères d’inclusions
Données recueillies
Analyse statistique
Résultats
Discussion
Conclusion
Biblioographie
Tableaux
Annexes
