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Equipment and methods

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Les étalonnages en température sont réalisés ‘par comparaison’, dans une cuve d’un volume de 800 l. Cette cuve, unique en France, est régulée en température par un système original de bain tampon qui permet d’atteindre une stabilité thermique supérieure à 0,001 °C en moins de 15 minutes. Cette rapidité de mise en température et le volume important de la cuve, permettent  d’obtenir un ‘grand rendement’ au niveau du nombre d’instruments étalonnés/an (190 en moyenne soit environ 390 capteurs).

Ce rendement ne serait pas possible sans une certaine automatisation de l’acquisition et du traitement des données, qui est réalisée à l’aide de programmes développés en interne sous le progiciel Labview.

L’exactitude des températures de référence est garantie à l’aide de cellules points fixes qui permettent le raccordement des sondes de référence du laboratoire à l’Echelle Internationale des Températures (EIT-90). Le DMCO est équipé d’une cellule point triple de l’eau et d’une cellule point de fusion du Gallium raccordées à des laboratoires primaires sous accréditation COFRAC ou accord international MRA.

C’est par ces raccordements que toutes les températures mesurées au SHOM sont en accord avec les températures mesurées par les autres pays.

 

Cellule point triple de l’eau dans son conteneur isotherme
Cellule point de fusion du Gallium.

Les étalonnages en pression sont réalisés soit :

-         à l’aide d’une balance de pression Desgranges et Huot, modèle 5304, pour la gamme 0-600 bar,

-         à l’aide d’un générateur étalon de pression WIKA du type CPC 8000, pour la gamme 0 – 20 bar,

-         à l’aide d’un générateur étalon de pression DRUCK du type DPI 515, pour la gamme 0 – 10 bar.

Ces étalonnages peuvent être réalisés en plaçant l’instrument à une température définie, dans la cuve de 800 l.

La salinité est une grandeur qu’il n’est pas possible de mesurer directement. Elle se calcule à l’aide des relations de l’Echelle Pratique de Salinité (PSS-78) à partir de mesures de valeurs de température, conductivité électrique et pression. On parle de salinité pratique SP (grandeur sans unité), par opposition à la notion de salinité absolue qui est définie comme étant la quantité de substances dissoutes par kg d’eau de mer et qui s’exprime en g/kg. La salinité absolue peut être approchée par des mesures de masse volumique. On parle alors de salinité – densité ou SAdens.

 

Les étalonnages en conductivité sont réalisés simultanément aux étalonnages en température, à l’aide de prélèvements d’eau de mer réalisés dans la cuve lorsqu’elle est stabilisée en température. Ces prélèvements sont analysés avec des salinomètres de laboratoire étalonnés à l’aide de bouteilles d’eau standard. Le laboratoire dispose d’un salinomètre GUILDLINE du type AUTOSAL et de 3 salinomètres GUILDLINE du type PORTASAL.

Le contrôle et une partie de la maintenance de ces instruments sont réalisés en interne suite au savoir-faire acquis sur le contrôle de la température de leur bain et la linéarité de leur réponse en salinité.

La connaissance de températures et de salinités de référence permet de calculer des conductivités de référence par inversion des relations de la PSS-78. 

 

Les cellules de conductivité étalonnées servent à retrouver la salinité pratique avec les instruments déployés in situ.

Salinomètre AUTOSAL avec une ampoule d’eau standard

Analyse de la masse volumique d’échantillons d’eau de mer : en complément des salinomètres, le laboratoire est équipé de 2 densitomètres à tube vibrant Anton Paar DMA 5000 M qui permettent de déterminer la masse volumique de prélèvements à des températures réglables entre 0 et 35 °C.

A l’aide de relations publiées en 2009, il est possible de déterminer la salinité absolue de ces échantillons et de fournir des valeurs de SAdens.

Les mesures de salinité absolue sont utiles pour :

- déterminer la salinité des eaux dont la composition s’écarte de celle de l’eau standard.

- Déterminer des anomalies de salinité.

- Tester et étalonner des capteurs de mesure d’indice de réfraction ou autres procédés équivalents.

 

 

Les étalonnages en célérité sont réalisés, comme les étalonnages en conductivité,  simultanément aux étalonnages en température à l’aide de prélèvements d’eau de mer réalisés dans la cuve lorsqu’elle est stabilisée en température. La connaissance de températures et de salinités de référence permet de calculer des célérités de référence à l’aide d’algorithmes comme celui de Chen et Millero de 1977, publié par l’UNESCO, ou comme celui du TEOS-10 publié plus récemment par l'IOC (Intergovernmental Oceanographic Commission)/SCOR/IAPSO sous l'égide de l'UNESCO.

Les célérimètres et bathycélérimètres sont utilisés pour corriger l’ouverture des sondeurs multifaisceaux ou pour établir des profils de célérité permettant de corriger la trajectoire des faisceaux acoustiques.

 

 

Les étalonnages en direction magnétique et inclinaison sont réalisés sur une plateforme mise en place en 2012 sur une zone dont le champ magnétique a été cartographié. Elle permet d’étalonner, notamment, les compas des courantomètres et profileurs, installés dans leurs cages de mouillage. Elle peut supporter jusqu’à 800 kg de charge utile. Le plateau est inclinable, ce qui permet d’étalonner en tangage et roulis les capteurs de tilt de ces équipements.

Les compas magnétiques étant sensibles aux éléments métalliques ou générateurs de champs, situés à proximité, l’étalonnage de cages entièrement équipées permet de prendre en compte ces perturbations. Les étalonnages réalisés sur la plateforme permettent donc de gagner en exactitude sur les mesures de direction des courants marins.

Ce développement vise d’autres applications comme le positionnement d’hydroliennes ou les équipements de navigation sous-marins ou aériens.

 

 

Les équipements du laboratoire de chimie comprennent une chaîne d’analyse en flux continu Technicon III de Bran et Luebbe, une chaîne de chromatographie liquide Haute Performance DIONEX-THERMOFISHER Ultimate 3000, un spectrofluorimètre Xenius de SAFAS, deux spectrophotomètres (Lamba 16 de Perkin-Elmer et UVi-light de SECOMAM).

 

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"Etalonnage et analyse"
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