Un CTD – acronyme de conductivité, température et profondeur – est le principal instrument utilisé pour déterminer les propriétés physiques essentielles de l’eau de mer. Il fournit aux scientifiques une représentation précise et complète de la distribution et de la variation de la température, de la salinité et de la densité de l’eau afin de comprendre comment les océans affectent la vie.
Comment cela fonctionne-t-il ?
Le CTD embarqué consiste en un ensemble de petites sondes fixées à une grande rosette métallique. La rosette est enfoncée dans le fond marin par un câble et les scientifiques surveillent les propriétés de l’eau en temps réel grâce à un câble de données qui relie le CTD à un ordinateur sur le navire. Un dispositif télécommandé permet de fermer sélectivement les bouteilles d’eau pendant la remontée de l’instrument. Un CTD standard prend entre deux et cinq heures pour collecter un ensemble complet de données, selon la profondeur de l’eau. Les échantillons d’eau sont souvent prélevés à des profondeurs spécifiques afin que les scientifiques puissent connaître les propriétés physiques de la colonne d’eau à cet endroit et à ce moment précis.
Les petits capteurs CTD à faible puissance sont également utilisés dans les instruments autonomes :
Un profileur-balise effectue des mesures répétées des courants océaniques et des propriétés de l’eau de haut en bas à travers presque toute la colonne d’eau, même en eau très profonde. Les instruments de base qu’il transporte sont un CTD pour la température et la salinité et un ACM (courantomètre acoustique) pour mesurer les courants, mais d’autres instruments peuvent être ajoutés, notamment des capteurs bio-optiques et chimiques.
Les planneurs sous-marins parcourent l’océan de manière autonome, en suivant des itinéraires préprogrammés et en faisant surface de temps en temps pour transmettre les données recueillies et accepter de nouvelles commandes. Lorsqu’ils se déplacent horizontalement dans l’océan, des vessies internes contrôlent leur flottabilité, ce qui leur permet de se déplacer dans la colonne d’eau, comme les baleines et autres animaux marins.
Les flotteurs sont des robots flottants qui prennent des profils ou des séries verticales de mesures (température et salinité, par exemple) dans les océans.
Les véhicules sous-marins autonomes (AUV) sont des véhicules robotisés programmables qui, selon leur conception, peuvent dériver, conduire ou glisser dans l’océan sans être contrôlés en temps réel par des opérateurs humains. Certains AUV communiquent avec les opérateurs de façon périodique ou continue par le biais de signaux satellites ou de balises acoustiques sous-marines afin de permettre un certain niveau de contrôle.
Quelles sont les plateformes nécessaires ?
Une variété d’autres accessoires et instruments peuvent être inclus dans l’ensemble CTD. Il s’agit notamment de bouteilles Niskin qui permettent de prélever des échantillons d’eau à différentes profondeurs pour en mesurer les propriétés chimiques, de profileurs de courant Doppler acoustiques (ADCP) qui mesurent la vitesse horizontale, et de capteurs d’oxygène qui mesurent les niveaux d’oxygène dissous dans l’eau.
Caractéristiques des capteurs du CTD
– Résistance à l’eau salée
– Haute précision
– Léger
– Faible consommation d’énergie
– Utilisation à des profondeurs allant jusqu’à plusieurs milliers de mètres
Commentaires :
Les petits capteurs CTD de faible puissance utilisés sur les instruments autonomes tels que les profileurs de colonne d’eau, les planeurs à jet, les flotteurs et les AUV sont plus complexes à utiliser. La principale difficulté est la nécessité d’étalonner les capteurs individuels. Cela est particulièrement vrai pour les instruments autonomes qui sont déployés pendant de longues périodes. (Les CTD des navires sont référencés par des données d’échantillons d’eau, qui ne sont généralement pas disponibles pour les déploiements d’instruments autonomes). Par conséquent, les capteurs doivent être stables pendant la période de déploiement, ou bien des hypothèses doivent être faites sur les propriétés de l’eau de mer et référencées aux données. Les propriétés de l’eau profonde sont généralement très stables, de sorte que les données des capteurs autonomes sont appariées aux propriétés historiques de l’eau en profondeur.
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