Le jalon de l’installation d’un observatoire sous-marin en Antarctique

Le 16 janvier 2024, le personnel technique spécialisé du Unité de technologie marine du Conseil supérieur de la recherche scientifique de l’Agence nationale de recherche (UTM-CSIC) installé à proximité de la base antarctique espagnole Juan Carlos I (BAE JCI) un prototype d’observatoire sous-marin côtier conçu et construit par Réseaux Océans Canada (ONC).

La base antarctique espagnole est situé dans le île Livingstondans l’archipel des Shetland du Sud (62°39′46″S 60°23′20″O).

Protégé des gros blocs de glace

L’observatoire a été installé dans une petite crique d’une grande beauté, Johnsons Cove. Il est à l’abri de l’effet des gros icebergs qui traversent souvent la vaste Baie Sud et constituent un danger pour le câble de données qui le relie au sol. L’un des grands défis est la protection du câble une fois qu’il sort de l’eau et est connecté au module de communication.

La plage est souvent recouverte de « grumpets » de glace pesant plusieurs centaines de kilos qui se détachent naturellement du glacier qui donne son nom à la crique. L’impact de la glace contre la plage peut facilement couper et endommager le câble et sa structure de protection.

La Caleta est l’extrémité du glacier qui donne son nom à la crique et présente des conditions uniques pour mesurer les interactions et les contributions de la glace continentale lorsqu’elle atteint la mer.

Il s’agit d’un lieu unique et différent du reste des quelques équipes similaires déployées sur la péninsule Antarctique. Dans d’autres cas, ils collectent des données à plusieurs centaines de mètres de profondeur et à plusieurs kilomètres des côtes (Base Palmer-États-Unis) ou ne sont pas directement associés à un glacier (Base Rothera-Reino Unido ou Carlini-Argentine).

Gestion de l’énergie et de la glace

L’observatoire sous-marin pourra évaluer les conditions physico-chimiques de l’eau de mer à proximité de la base antarctique.

Les capteurs ont été installés à environ 20 mètres de profondeur. Ils sont reliés au sol par un câble de données qui leur permet d’envoyer, via une connexion satellite, des informations en temps réel. Les informations sont accessibles à toute personne disposant d’une connexion Internet, partout où elle se trouve.

Les capteurs sont alimentés de manière autonome et sont « conditionnés » autour d’un cylindre étanche.

Contrairement aux autres observatoires sous-marins (Neptune au Canada, OBSÉDÉ en Espagne, etc.) le câble qui le relie au sol ne fournit pas assez d’électricité pour que les capteurs fonctionnent en continu, il permet uniquement de connecter l’équipement à l’unité de transmission de données satellite. C’est pourquoi l’un des principaux défis de l’observatoire est la gestion de l’énergie disponible pour son fonctionnement, fournie par un paquet de piles au lithium.

Pour garantir que vous puissiez fonctionner avec une seule batterie toute l’année, une programmation efficace est essentielle. Toutes les 30 minutes, l’instrument principal collecte les données de tous les capteurs pendant deux minutes, et toutes les 3 heures, l’unité de communication par satellite les envoie au centre de gestion des données. ONC les données acquises au cours de cette période pour le contrôle de la qualité, l’archivage et leur mise à disposition.

La masse d’eau dans la crique

Les capteurs qui composent l’observatoire sous-marin sont ceux qui sont traditionnellement utilisés comme standards océanographiques dans toutes ou presque toutes les plateformes d’observation, qu’il s’agisse de navires, de véhicules autonomes, d’équipements tractés, de bouées fixes ou dérivantes, etc.

Les capteurs de température, de conductivité électrique et de pression sont regroupés dans l’un des instruments de base de l’océanographie, appelé CTD. Grâce à ses mesures, des paramètres supplémentaires tels que la vitesse de propagation du son, la densité et la salinité peuvent être déduits et calculés.

Tout cela permet d’identifier différentes masses d’eau et leur dynamique temporelle, étant donné que l’observatoire est toujours fixé au même point de mesure.

L’évolution des marées et de l’activité biologique

La pression, en plus d’être utilisée pour calculer la densité, nous donne une idée de la taille de la colonne d’eau située au-dessus du capteur et, comme elle est toujours fixe, elle nous renseigne sur les variations du niveau de la mer.

Dans notre cas, compte tenu du schéma temporel d’échantillonnage, il révèle l’évolution des marées.

Des capteurs supplémentaires ont été incorporés pour mesurer la turbidité de l’eau et les concentrations d’oxygène dissous et de chlorophylle, indicateurs de l’activité biologique.

Le complément idéal aux séries de données historiques

Les données seront associées aux variations météorologiques locales, informations fournies par la station météo locale. Agence météorologique espagnole (AEMET) à la base antarctique espagnole.

L’observatoire complétera la vaste série de données collectées à la base depuis sa fondation, telles que des photographies pour caractériser les propriétés des nuages ​​et des aérosols atmosphériques, des données de géomagnétisme, des variations du flux de rayons cosmiques et de particules énergétiques solaires, etc.

Une fois surmontés les inconvénients de son fonctionnement, qui restera sans surveillance pendant plusieurs mois de l’année, l’observatoire peut devenir une référence très utile pour nos chercheurs et une excellente plate-forme de base qui peut grandir avec l’incorporation d’autres capteurs et systèmes attachés. .