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Mission PROTEVS du BHO Beautemps-Beaupré

Au cours des mois d’avril et mai 2018, le Shom avec le bâtiment hydrographique et océanographique (BHO) Beautemps-Beaupré a réalisé une campagne océanographique au Sud des Baléares. Cette campagne menée en collaboration avec l’équipe de recherche espagnole de l’IMEDEA (Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados) s’intègre dans le plan d’étude amont PROTEVS  (Prévision océanique, turbidité, écoulements, vagues et sédimentologie) financé par la DGA. L’un des enjeux de cette campagne est d’acquérir des données qui permettent de mieux connaître la dynamique d’une des régions privilégiées de calibration / validation  du satellite SWOT (Surface Water and Ocean Topography) qui sera lancé en 2021. En effet, les fauchées de ce satellite se croiseront au Sud des Baléares. C’est ce qui vaut son nom à cette campagne : PROTEVS SWOT. Le satellite SWOT réalisera des observations inédites (par leur résolution spatiale) de la topographie de la surface de la mer qui permettront d’améliorer la connaissance de la circulation océanique notamment à fines échelles.

 

 

Figure 1 : Trajectoire prévue du satellite SWOT au cours de ses 6 premiers mois de test. Les fauchées se croiseront au Sud des îles Baléares.

 

Pour réaliser ces mesures in-situ, un Seasoar a été mis en œuvre. Il s’agit d’un engin remorqué conçu pour osciller entre la surface et une profondeur allant jusqu’à 400 m. Le Seasoar est équipé d’une bathysonde (qui mesure la température, la conductivité et la pression de la colonne d’eau) ainsi que de capteurs bio-optiques qui permettent de mesurer le taux de chlorophylle A, la fluorescence, la visibilité sous-marine ou encore la turbidité du milieu. Le Seasoar permet donc d’acquérir rapidement un grand nombre de données physiques et biologiques le long d’un profil ou radiale.

 

 

Figure 2 : Manœuvre de mise à l’eau du Seasoar.

 

En complément du Seasoar, les données de courant sur la colonne d’eau sont enregistrées par des courantomètres de coque à effet doppler. Le BHO Beautemps-Beaupré en possède deux, un petit fond (travaillant à la fréquence de 150khz) et un grand fond (opérant à 38khz), qui permettent de couvrir des profondeurs allant de quelques dizaines de mètres jusqu’à 1500 m de profondeur.

 

 

Figure 3 : Visualisation d’une structure tourbillonnaire à l’aide des courantomètres de coque. Sur l’image du haut on peut voir l’intensité du courant importante de part et d’autre de l’axe du tourbillon. Sur l’image du bas on peut voir la direction du courant opposé de part et d’autre de l’axe du tourbillon.

 

Afin de compléter les données du Seasoar avec des observations jusqu’au fond (c’est-à-dire jusqu’à des profondeurs de 2000 à 2500 m), un réseau de bathysondes au point fixe a été réalisé par le navire océanographique espagnol Garcia del Cid. Montée sur une cage, la bathysonde est couplée aux mêmes capteurs bio-optiques que le Seasoar ainsi qu’à un courantomètre à effet doppler et à une rosette de bouteilles de prélèvement d’eau (les bouteilles permettent de récupérer des échantillons d’eau à différentes profondeurs définies par l’opérateur). Fixée à un treuil, la cage est descendue jusqu’au fond. Le réseau ainsi obtenu est un réseau de mesures ponctuelles allant de la surface jusqu’au fond.

La combinaison des moyens océanographiques du Beautemps-Beaupré et du Garcia del Cid a permis d’accroître significativement la quantité de données exploitables dans la zone pour une période de travail restreinte. Cette collaboration entre Français et Espagnols est prometteuse au-delà du succès de la collecte d’observations in situ : elle laisse notamment entrevoir des possibilités d’échanges fructueux de données, d’étudiants ...

 

Figure 4 : Le Garcia del Cid et le Beautemps-Beaupré s’apprêtent à réaliser des bathysondes en parallèle afin de réaliser une intercomparaison entre les deux systèmes de mesure et ainsi valider les données acquises par les deux bâtiments.

 

La campagne océanographique du BHO Beautemps-Beaupré a aussi été l’occasion de réaliser une étude du phytoplancton de la zone. Un cytomètre en flux, qui permet à partir d’échantillons d’eau de déterminer la teneur et la nature des microorganismes dans l’eau de mer, a été mis en œuvre au cours de la campagne par une équipe de chercheurs de l’Institut Méditerranéen d’océanographie (MIO). Cette technique d’analyse a été couplée à des prélèvements d’eau réalisés à l’aide de bathysondes à différentes profondeurs. Ce mode d’échantillonnage couplé  physico-biologique avec ce niveau de raffinement est tout à fait original et n’avait pas été réalisé auparavant. Les échantillons d’eau analysés au cours de la mission sont directement mis en corrélation avec les paramètres physiques de la colonne d’eau. Les premiers résultats sont prometteurs et montrent un lien fort entre les caractéristiques des masses d’eau et la nature et le nombre de microorganismes observés.

 

 

Figure 5 : Cytomètre en flux (à droite) dans le laboratoire humide du Beautemps-Beaupré (Bathysonde et rosette à gauche)

 

A terme, les données acquises au cours de la campagne PROTEVS SWOT permettront d’enrichir la connaissance de la dynamique des couches superficielles de l’océan. Elles permettront aussi de mieux qualifier les modèles numériques océanographiques du Shom sur cette zone. Les structures évanescentes (durée de vie de quelques jours) et de petites tailles (inférieures à une dizaine de nautiques) observées sont pour l’heure difficilement prévisibles et même difficilement représentables (essentiellement du fait des résolutions spatiales utilisées) dans les modèles. Mais la connaissance accumulée à l’issue de telles expériences in-situ permet de prescrire ce qu’il faudra faire pour les modèles de demain.

 

Figure 6 : Modèle de la température de surface en Méditerranée produit par le Shom.

 

 

 

 

 

 

 

 

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