Juillet-Août 1998 - L'Evénement Chercheurs des grands fonds

Un Temoignage D'anne-Marie Alayse * Voir aussi La machine thermique * , L'Ifremer, l'oeil sur le Grand Bleu

 

Dans l'habitacle de Nautile et Cyana Dans les zones abyssales sédimentaires, où la photosynthèse n'est pas possible faute de lumière, la nutrition des animaux est tout de même liée à une production photosynthétique formée en surface. Ils mangent le phytoplancton et le zooplancton qui tombent et sédimentent, dépendant donc de ce qui se passe en surface. Dans les zones hydrothermales, les organismes vivent aux dépens d'une matière organique créée localement grâce à des bactéries qui utilisent les sulfures contenues dans les fluides hydrothermaux. Les eaux sont riches en sulfures, ces sulfures permettent aux bactéries de se développer, ces bactéries sont ingérées par les animaux ou vivent en symbiose dans leurs tissus. Le ver Riftia Pachyptila, par exemple, qui peut atteindre 1,50 mètre, n'a pas de tube digestif mais un organe rempli de bactéries. Ces bactéries utilisent les sulfures, avec l'oxygène et le gaz carbonique, pour faire de la matière organique. Le cycle qui fixe le gaz carbonique de ces bactéries est le même que celui des végétaux mais l'énergie provient non du soleil, mais de l'oxydation des sulfures. Pour ces travaux sur la vie des grands fonds, nous effectuons des observations, des enregistrements photos et vidéos, des prélèvements, des mesures physico-chimiques dans l'Atlantique et le Pacifique, à l'aide de sous-marins. Je me suis intéressée à l'instrumentation de ces engins, qui n'avaient pas été équipés dans ce but à l'origine. Il a fallu développer, avec les ingénieurs, de nouveaux outils pour réaliser nos campagnes. Nos sous-marins habités peuvent descendre à 6000 mètres pour le Nautile; à 4000 mètres pour Cyana. Leur habitacle est une sphère de deux mètres de diamètre qui transporte un scientifique, un pilote, un copilote. Les sous-marins sont munis de bras, de pinces, d'aspirateurs pour prélever les organismes, les roches et les fluides que nous étudions à bord du navire puis en laboratoire. Une campagne en mer prend trois semaines à un mois, mais trois à cinq ans entre sa préparation et l'exploitation de ses résultats. Le travail sur le fond dure 5 à 6 heures à chaque plongée car il est tributaire de la quantité limitée d'énergie que fournissent les batteries des sous-marins.

 

Victor, le robot qui pourra descendre à 6 000 mètres C'est pourquoi l'Ifremer développe un projet important de robot sous-marin, un ROV (rometely operated vehicule) qui pourra descendre à 6 000 mètres et travailler plusieurs jours au fond sans remonter. Un câble électro-opto-porteur, long de 8 kilomètres, muni de fibres optiques pour envoyer les commandes et remonter les données et les images, téléguidera le robot, et lui transmettra l'alimentation électrique. Ce robot s'appelle Victor, notre prochaine campagne, "Victor première" a pour but de le valider. Depuis 1982, nous organisons des campagnes régulières au large du Mexique sur la dorsale Est-Pacifique et nous explorons des sites au large des Açores depuis 1994. Le Nadir, un bateau porte-engins que nous utilisons pour transporter le Nautile, arrive à terme en 2001. Son remplacement était prévu dans le plan de renouvellement de la flotte océanographique, mais la décision est actuellement gelée. C'est un grave problème pour nous, sans bateau dès 1999, surtout pour les campagnes de Victor. Les chercheurs sont peu nombreux dans le domaine de la connaissance de l'océan et des grands fonds, ce qui semble paradoxal puisque l'océan représente plus de 70% de la surface de la planète. Les équipes de l'Ifremer coopèrent avec celles de l'Institut des sciences de l'Univers (laboratoires du CNRS et de l'université) et avec des équipes étrangères, en particulier les Américains. Nous coopérons au sein des programmes européens, avec nos collègues belges, irlandais, anglais, portugais.

* Biochimiste, chercheuse à l'Ifremer de Brest. retour

La machine thermique *

Plus une eau est chaude, plus elle rayonne d'énergie infra-rouge. (...) En outre, plus l'eau est chaude, plus elle s'évapore rapidement; la chaleur est transférée vers l'atmosphère, régulant ainsi la température de l'océan de surface. (...) Le véritable moteur de la circulation atmosphérique tropicale - donc l'intensité et la géographie des vents alizés - est la condensation en altitude de la vapeur d'eau qui s'évapore de la surface de l'océan. Enfin les flux d'échange de chaleur entre l'océan et l'atmosphère qui se font par conduction dépendent directement de la différence de température entre l'eau et l'air. L'océan constitue, de très loin, le principal réservoir de chaleur à la surface de la Terre. Ce stockage est surtout effectué par les couches d'eau de surface, qui forment la couche de mélange océanique.(...) (Son) épaisseur varie selon les saisons. Suivant les régions, elle peut atteindre 200 à 800 mètres d'épaisseur en hiver, alors qu'elle n'atteint généralement que 50 mètres en été.(...) Cette épaisseur définit l'importance du réservoir de chaleur en contact avec l'atmosphère. La température de la couche de mélange s'élève tant que l'océan absorbe plus de chaleur qu'il n'en rend à l'atmosphère, si bien que, dans l'hémisphère Nord, la température de l'eau est maximale en septembre et (...) minimale en mars. (...) Le refroidissement hivernal s'effectue en libérant vers l'atmosphère la chaleur stockée au printemps et en été. La couche de mélange océanique est donc un véritable thermostat qui régule le cycle des saisons. C'est surtout pour cela que le climat est plus doux en hiver dans les zones proches des océans que dans les zones plus continentales. Enfin l'océan affecte le climat car les courants transportent de la chaleur: il s'effectue un transport net de chaleur de l'équateur vers les pôles lorsque de l'eau chaude s'écoule vers les pôles pour se refroidir au contact avec l'atmosphère. On estime que les océans contribuent pour 30 à 50% au transport méridien de chaleur de la machine thermique que constitue le système océan-atmosphère. (...) Ce transport est effectué à la fois par les courants de surface et par la circulation thermohaline. Le Gulf Stream transporte environ 30 Sv (1) à 28°C jusqu'à 40° de latitude nord, où il se refroidit, atteignant une température de l'ordre de 18° C. (...) Cette eau revient vers le sud sous la surface, avant de se réchauffer à nouveau au contact de l'atmosphère près de l'équateur. (...) L'importance de la circulation thermohaline dans les transports de chaleur par l'océan a deux conséquences fondamentales. D'abord comme cette eau froide profonde coule de l'Atlantique Nord vers le sud, puis vers les océans Pacifique et Indien, il faut bien qu'elle soit compensée par un apport d'eau dans le sens inverse qui ne peut être que de l'eau de surface, chaude. (...) Cette chaleur est libérée dans l'atmosphère et contribue à l'adoucissement du climat en Europe. Ensuite, l'océan retarde considérablement la manifestation d'une perturbation du climat, et ce sur des durées de l'ordre de plusieurs décennies. Par exemple, sous l'effet de variations de l'intensité du rayonnement solaire ou à la suite de l'augmentation de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, l'océan absorbe en surface une grande partie de l'excès de chaleur (ou pallie son déficit) et l'emmagasine dans l'océan profond. n * Extraits du livre les Océans, Jean-François Minster, Flammarion, collection Dominos, 1994, 126 pages, 30F. Lire aussi la Machine océan, Flammarion, Collection Nouvelle bibliothèque scientifique, 1997, 298 pages, 140F. 1. Sv: 1 million de m3 par seconde. retour

L'Ifremer, l'oeil sur le Grand Bleu

L'Ifremer, organisme de recherches exclusivement consacré au milieu maritime, emploie 1300 ingénieurs, cadres, techniciens et personnels administratifs, employés pour moitié dans l'établissement de Brest. L'Ifremer possède aussi des centres à Nantes, Paris, Boulogne, Toulon, quelques-uns outremer, dont le plus important est à Tahiti, et de petites stations côtières. La recherche scientifique océanographique, axée sur l'environnement du littoral, les ressources vivantes et la connaissance de l'océan, se déploie en onze thèmes: modélisation des écosystèmes côtiers, comportement des polluants, observation et surveillance des mers côtières, gestion durable des ressources halieutiques, optimisation et développement des productions aquacoles, transformation, valorisation et qualité des produits de la mer, mise en valeur des mers côtières et économie des ressources marines, compréhension de la circulation océanique, connaissance et exploration des fonds océaniques, génie océanique et grands équipements en océanographie. L'objectif général est la recherche appliquée mais la recherche fondamentale est présente. Le travail sur les polluants, par exemple, exige les deux types de travaux. L'Ifremer gère aussi une partie de la flotte océanographique française par sa filiale, Genavir, qui emploie 300 personnes, sur un budget du ministère de la Recherche. retour