Questions reçues de l'École Saint-Joseph du Conquet (Département du Finistère).

Le 14 février 2020

Questions

Les élèves de la classe des CM1-CM2 souhaitent savoir :

Questions sur le bateau :
  • Est-ce qu’il peut avoir des problèmes techniques sur le bateau ?
  • Combien de grades différents y-a-t’il sur le bateau ?
  • Pourquoi il y a seulement deux ordinateurs qui ont l’accès à internet sur le bateau ?
  • Quelle a été la mission la plus longue ?
Questions sur le carottage :
  • Comment enfoncer la carotte dans les sédiments ?
  • Y-a-t’il des endroits précis pour installer les carottes ?
  • Comment les sédiments se retrouvent dans la carotte ? Comment font les sédiments pour rester dans la carotte lors de la remontée ?
  • Combien pèse une carotte ?
  • Est-ce que la carotte est réutilisable ensuite ?
Autres questions :
  • Quel est le décalage horaire ?
  • Est-ce qu’il aura acclimate 3 ?

Merci !

Les élèves de la classe des CM1-CM2 de l’école Saint-Joseph du Conquet (Département du Finistère)


Réponses

Merci pous vos questions ! Voici les réponses accompagnées de quelques photos.

Questions sur le bateau :
  • Est-ce qu’il peut avoir des problèmes techniques sur le bateau ?

Lorsque l'on prépare une campagne à la mer, nous fixons bien évidement les objectifs scientifiques et le temps nécessaire pour les réaliser. De manière générale, nous prenons également en compte la possibilité que le navire puisse être immobilisé ou que les acquisitions des données (ex. sondeur) puissent s'arrêter pendant la mission pour différentes raisons (techniques, météo ou sécurité).

La météo est un facteur limitant dans la mesure où le déploiement d'outils à la mer (ex. carottiers) et la mise en œuvre de nos systèmes d'acquisition (sondeurs) nécessites des conditions météorologiques plutôt favorables. Une grosse houle (> plusieurs mètres) et un vent important (> à 40 nœuds) peuvent rendre les opérations compliquées et parfois même obliger à annuler le programme prévu. Par exemple, lors du déploiement de notre premier carottier multitube (Photo 1) au large de l'Afrique du Sud, le "courant des Aiguilles" était trop important (> 3-4 nœuds) et ne nous a pas permis de faire plonger l'engin de prélèvement vers le fond de la mer; il est remonté à la surface et a dérivé très loin du Marion Dufresne. Résultat, nous avons dû annuler cette opération. La météo est un paramètre important qui peut participer aux problèmes techniques sur le navire.

Photo 1 : Carottier multitube (©Marieta)

Le navire peut également subir des avaries suite à des problèmes techniques sur le bateau lui-même, ou sur les outils scientifiques mis en œuvre. La mise à la mer d'un carottier Calypso par exemple est un moment critique qui dure souvent plusieurs heures. Pendant cette opération, les différents moteurs (Photo 2) du navire sont très sollicités pour rester en position fixe. De même, les différents treuils (Photo 3) qui permettent de descendre le carottier ne sont pas à l'abri d'une défaillance mécanique empêchant la mise en œuvre dans de bonnes conditions de sécurité. Ce que redoute le plus le commandant pendant cette manœuvre est ce que nous appelons un "blackout". Il s'agit de l'arrêt des moteurs suite à un problème technique; ces mêmes moteurs qui permettent de positionner correctement le navire en station mais aussi qui délivrent toute l'énergie à bord et en particulier au treuil qui remonte le carottier. Le navire à la dérive et sans électricité est peut-être une des situations les plus inconfortables pour un navire de recherche. Mais heureusement, cela n'arrive que très rarement et les problèmes techniques à bord d'un navire sont courant mais n'engendrent que des désagréments momentanés.

Photo 2 : Treuil (©Pierrick)

Photo 3: Moteur (©Pierrick)

  • Combien de grades différents y-a-t’il sur le bateau ?

A bord du Marion Dufresne et classiquement sur les navires de commerce, il y a plusieurs officiers avec des grades différents. Dans l'ordre, nous trouvons:

le Commandant,

le Second capitaine,

le Chef mécanicien,

le Second mécanicien,

l'Officier électronicien,

le Lieutenant navigation,

le Lieutenant océanographie,

le Lieutenant sécurité,

le Lieutenant commissaire et

un Elève officier.

Chez les officiers, outre les grades, il y a une organisation par types de postes:

- Les officiers de "pont" ou sur la passerelle:  Commandant, Second capitaine, Lieutenant navigation, Lieutenant océanographie, Lieutenant sécurité,

- Les officiers des machines: Chef mécanicien et Second mécanicien,

- Les officiers radio: l’Officier électronicien.

- Les officiers commissaire: le Lieutenant commissaire.

Voici quelques photos de certains de ces officiers: 

Photos 4 et 5 : Commandant (©Jean-Paul)

 

Photos 6 et 7 : Chef mécanicien (©Jean-Paul)

 

Photos 8 et 9 : Second capitaine (©Jean-Paul)

D'autre part chez les marins du Marion Dufresne, il y a également :

3 Boscos (responsables des opérations sur le pont)

12 Matelots,

1 Magasinier,

5 Ouvriers mécaniciens,

1 Maitre électricien,

1 Electricien,

1 Chef de cuisine,

2 Seconds cuisinier,

2 Aides cuisinier,

4 Garçons,

1 Barman.

  • Pourquoi il y a seulement deux ordinateurs qui ont l’accès à internet sur le bateau ?

Pour les besoins de la mission, tous les scientifiques viennent à bord avec leurs ordinateurs portables (Photo 10); certains apportent même 2 ou 3 ordinateurs pour traiter les données acquises pendant la mission. A bord, de nombreux équipements scientifiques sont pilotés par de nombreux ordinateurs (Photo 11); par exemple le sondeur multifaisceau pour mesurer la profondeur de l'eau requiert à lui seul plusieurs ordinateurs et de nombreux écrans pour observer la morphologie du fond de la mer. Tous ces ordinateurs ne sont pas connectés à internet mais nous avons sur le bateau un réseau wifi (comme dans la plupart des maisons) qui permet à tous les ordinateurs de se connecter 1) au réseau informatique interne du navire pour échanger et travailler sur les fichiers et les données de la mission et 2) d'avoir accès à internet. Et cette connexion internet s'effectue grâce à une antenne satellite (Photo 12) qui envoie et reçoit nos messages via un satellite géostationnaire qui tourne autour de la terre au niveau de l'équateur et qui communique avec la terre.

Photo 10 : Les collègues en plein travail sur leurs ordinateurs (©Kelly)

Photo 11 : Le PC scientifique avec tous les écrans de contrôle (©Jean-Paul)

Photo 12 : Antenne satellite permettant la connexion à Internet (©Jean-Paul)

Donc étant donné que tout le monde a un ordinateur portable, seul 2 ordinateurs sont en libre-service pour aller sur Internet (Photo 13). Ils sont généralement utilisés par des personnes n'ayant pas en leur possession leur propre ordinateur.

Photo 13 : Les 2 ordinateurs en libre-service pour aller sur Internet (©Linda)

  • Quelle a été la mission la plus longue ?

La durée d'une mission est très variable. Elle peut s'étendre sur quelques jours voire quelques semaines. Cette durée est fixée en fonction des objectifs scientifiques de la mission, du nombre d'outils à mettre en œuvre, et du nombre de fois qu'ils seront utilisés. Avant de mettre un outil de prélèvement en œuvre, nous devons systématiquement faire une exploration des fonds marins (sondeur, sismique) qui permettra de savoir si le déploiement de cet outil est faisable et s'il pourra récupérer du sédiment. Ainsi dans le cas d'une carotte sédimentaire, le temps nécessaire à faire une cartographie des fonds marins peut prendre plusieurs heures. Une fois que nous avons trouvé un site propice au carottage, il faut entre 1h à 3h pour mettre le carottier à l'eau. La durée dépend de la longueur de la carotte; plus la carotte sera longue et plus il faudra du temps car il n'est pas toujours facile de manœuvrer un tube de 60 m de long. Selon la profondeur d'eau, le carottier peut mettre jusqu'à 1h30 à 2h pour atteindre le fond (descente à 1m/s) et autant pour remonter en surface. Comme pour la mise à l'eau, la mise à bord peut durer à nouveau entre 1 à 3h.

Ainsi, pour faire une seule carotte, cela peut nécessiter en fonction de la profondeur d'eau et de la longueur de la carotte jusqu'à 8h, à ceci s'ajoute le temps dédié à la cartographie. Ce temps se cumule pour chaque zone étudiée et pour chaque engin mis à l'eau. Notre mission ACCLIMATE-2 est relativement courte puisqu'elle aura duré 3 semaines. Certaines missions peuvent aller jusqu'à 2 mois.

 
Questions sur le carottage :
 

Avant toute chose, définissons ce qu'est une carotte et un carottage.

- Le carottage est l'outil qui va permettre de prélever une carotte de sédiment (Photo 14). Il est composé d'un lest et d'un tube en acier contenant une chemise en PVC.

Photo 14 : Schéma d'un carottier Calypso (©Ifremer)

- La carotte correspond au sédiment contenu dans la chemise en PVC (Photo 15).

Photo 15 : La chemise en PVC contenant la carotte sédimentaire (©Mickael)

  • Comment enfoncer la carotte dans les sédiments ?

Grâce à la gravité ! C’est la force que l’on ne perçoit pas mais qui nous permet de rester les pieds par terre peu importe où l’on est sur terre. Elle est aussi responsable de la chute d’objets, comme la chute d’une pomme d’un arbre… d’ailleurs on raconte que c’est ainsi que le physicien anglais Newtown l’a découverte ! Mais revenons à nos carottes.

Le carottier n’est pas envoyé seul au fond de l’océan; il est accompagné d’un poids "pilote" (Photos 14, 16 et 17). Celui-ci est suspendu à un câble dont la longueur est légèrement plus longue que la longueur de la carotte. Quand le carottier s’approchera du fond, le poids "pilote" touchera celui-ci en premier; ce qui aura pour effet de déclencher le bras du carottier et relâcher le lest et le tube, qui grâce à la gravité, vont tomber vers le fond et pénétrer dans le sédiment.

Photo 16 : Carottier Calypso (©Patricia)

Photo 17 : Carottier Calypso (©Acclimate 1)

  • Y-a-t’il des endroits précis pour installer les carottes ?

Absolument et cela dépend de ce que l’on veut étudier. Prenons l’exemple des avalanches sous-marines. Oui, c’est exactement comme des avalanches de neige en montagne mais sous l’eau et à la place de la neige, on a du sédiment. Et bien si on veut les étudier, il faut aller prélever du sédiment sur les bords des grands canyons sous-marins qui canalisent ces avalanches sous-marines. En effet, l’avalanche sous-marine qui va s’écouler dans ce canyon sous-marin va déborder et déposer du sédiment sur les bords. On pourra ainsi savoir combien d’avalanches sous-marines il y a eu depuis le dernier millier d’années par exemple !

Dans le cadre de la mission ACCLIMATE-2, nous devions trouver des sédiments composés de microfaunes mortes (foraminifères) surtout entre 2000 et 3000 m de profondeur; ces organismes ont enregistré les caractéristiques du climat et des courants océaniques au moment où ils vivaient dans l'eau de mer. Avant et pendant la mission, nous avons donc étudié les cartes bathymétriques (profondeur de la mer) afin de trouver les meilleurs sites pour prélever ces sédiments aux bonnes profondeurs et au niveau des courants marins qui nous intéressaient (Photo 18).

Photo 18 : Carte bathymétrique (fond de la mer) (©Acclimate 2)

  • Comment les sédiments se retrouvent dans la carotte ? Comment font les sédiments pour rester dans la carotte lors de la remontée ?

Le sédiment se retrouve dans la carotte lorsque celle-ci s’enfonce dans le sédiment. Un peu comme un piquet creux que l’on voudrait enfoncer dans la terre. A la base du tube se trouve une "ogive" (Photo 14 et 19) qui facilite la pénétration du tube dans le sédiment et qui aide également à le retenir lorsque le carottier est extrait du fond de la mer. La "peau d'orange" située à l'intérieur de l'ogive correspond à des sortes de pétales qui vont laisser le sédiment rentrer dans le tube et l'empêcher de sortir (Photo 20).

Si la pénétration du carottier se passe mal, alors les sédiments se compressent ou s'étirent dans le tube et ne rendent pas compte vraiment de l'endroit prélevé. Dans ce cas-là l'analyse de la carotte sera par la suite compliquée.

Photo 19 : Une ogive (©Acclimate 1)

Photo 20 : La "peau d'orange" (©Acclimate 1)

  • Combien pèse une carotte ?

La carotte (chemise PVC et sédiments; Photo 21) est découpée en section de 1,5 mètres qui font chacune une trentaine de kilogrammes (Photo 22). Le poids total dépend donc de la taille de la carotte : plus elle est longue, plus elle pèsera lourd. Par exemple, à bord du Marion Dufresne il est possible d'effectuer des carottes de 60 m; elle pèse donc environ 1 200 kg.

Photo 21 : Carotte allongée sur le pont (©Pierrick)

Photo 22 : Découpage de la carotte en tronçon de 1.5m (©Marieta)

  • Est-ce que la carotte est réutilisable ensuite ?

Oui et non. Cela dépend de si l’on parle du carottier, du tube en plastique à l'intérieur du tube ou du sédiment à l’intérieur du tube.

Pour le carottier qui est l'outil qui permet d’emmener la carotte au fond de l’océan pour l’enfoncer dans le sédiment, il est réutilisable à chaque fois sauf si le lest et le tube sont perdus au fond de la mer ou le tube d'acier remonte plié après un mauvais carottage.

Pour ce qui est du tube en plastique à l'intérieur du tube ("chemise PVC"), c’est non. Une fois qu’il contient le sédiment, il est extrait du tube d'acier pour être découpé en section (Photo 22), puis en deux demi-sections dans le sens de la longueur (Photo 23). Comme si vous vouliez découper une baguette de pain pour vous en faire un sandwich. Cela permet d’avoir à la fois une demi-section dite "archive" sur laquelle nous ne mènerons pas d’expériences afin de la conserver intacte et une demi-section dite "travail" sur laquelle nous pourrons mener des expériences qui peuvent parfois entrainer la destruction totale du sédiment (Photos 24 et 25) ! Cette section "archive" est très importante car si un jour nous voulons recommencer à étudier la carotte, il est important d’en conserver une partie qui n’aura pas été altérée par les expériences que nous aurions pu faire auparavant.

Photo 23 : Découpage du tube en PVC dans le sens de la longueur (©Pierrick)

Photo 24 : Section "archive" et section "travail" (©Pierrick)

Photo 25 : Préparation de la section "travail" pour la photo (©Patricia)

Autres questions :
  • Quel est le décalage horaire ?

La question de l'heure à bord des navires océanographiques est souvent une donnée importante de la mission. En fonction du point de départ et du trajet réalisé pendant la mission, nous devons parfois adapter l'heure du bord. Mais de quelle heure parlons-nous ? Il en existe plusieurs à bord d'un navire …

"Heure locale"

L'heure locale correspond à l'heure où nous nous trouvons sur terre. Elle fixe nos horaires à bord pour les repas, les repos, les périodes de travail que nous appelons des "quarts" (2 x 4h dans une journée). Cette heure correspond souvent à l'heure de notre port de départ mais elle peut évoluer au cours de la mission si le navire traverse un trop grand nombre de fuseaux horaires.

Photo 26 (©Gwen) : L’heure est définie à l’intérieur d’un fuseau horaire (bande de 15° de longitude ou 1 600 km de large). Les fuseaux horaires sont fixés en fonction de leur position sur un méridien (longitude Photo 26). Globalement tous les points situés sur un même méridien voient le soleil en même temps. Il existe 12 fuseaux horaires de part et d’autre du méridien de Greenwich qui définit le temps universel que l'on nomme TU (Temps Universel) ou GMT (Greenwich Mean Time). Quand on va vers l’Ouest on soustrait une heure (-1h) et quand on va vers l’Est on rajoute une heure (+1h).

 

 

Notre port d'embarquement, Durban en Afrique du Sud, se situe à 31° de longitude Est, soit un peu plus à l'Est que le Conquet (4° de longitude Ouest). Il fait donc jour plus tôt à Durban qu'au Conquet. En hiver en Europe, la France et la partie Est de l'Afrique du Sud ont 1 fuseau horaire de décalage (soit 1h). La France est rattachée au fuseau horaire GMT+1 et l'Afrique du Sud est dans le fuseau GMT+2 (Photo 26). Quand il est 12h00 en France, il est 13h00 à Durban. À l'inverse, quand il est 12h00 à Durban, il est 11h00 en France.

Pendant la mission ACCLIMATE-2, nous avons traversé environ 35° de longitude (Photo 27) depuis Durban (31° Est) jusqu'à notre point le plus à l'Ouest (5° Ouest). Nous avons ainsi dépassé la longitude du Conquet mais en étant bien plus au Sud ! Ces 35° de longitude correspondent à presque 3 fuseaux horaires différents. Mais pour des raisons pratiques nous avons gardé l'heure de Durban comme "heure locale" à bord.

Photo 27 : Passage du meridien de Greenwich (©Patricia)

"Heure de Greenwich ou GMT"

Indépendamment de nos horaires de vie à bord, il faut savoir que toutes les acquisitions réalisées par les scientifiques sont faites par rapport à l'heure universelle qui est celle de Greenwich (GMT). Ce temps universel nous permet de fixer l'heure des mesures scientifiques quelle que soit notre position à travers le monde. Que nous travaillions au large de Ouessant ou au large de l'Afrique du Sud, nos mesures possèdent toujours l'heure de Greenwich (c'est une référence). Cette heure nous est envoyée à travers le monde par le GPS (système de positionnement par satellite).

Pour résumer, il y a beaucoup d'horloge à bord avec des heures différentes. Nous avons l'heure des acquisitions scientifiques qui est celle de Greenwich, l'heure locale qui règle notre vie sur le navire et nous gardons également toujours un œil sur l'heure en France pour toutes les communications que nous avons avec nos collègues restés à terre ou avec nos familles.

Alors quelle heure est-il ?

Pour vous donner un exemple: au Conquet, vous êtes encore en vacances et il est 11h15. A bord du Marion Dufresne, il est 12h15 et c'est déjà l'heure de manger ! Par contre il n'est que 10h15 (GMT) pour notre sondeur qui mesure la profondeur d'eau sous la coque.

  • Est-ce qu’il aura acclimate 3 ?

Déjà pourquoi une mission ACCLIMATE-2 ?

La première campagne ACCLIMATE-1 a eu lieu en 2016 à bord du Marion Dufresne (http://sea.acclimateproject.eu/). La météo, lors de cette première exploration du Grand Sud, n'a pas été au rendez-vous et plusieurs sites d'échantillonnage prévus n'ont pas été étudiés. La houle importante et les vents très forts des mers du Sud ne permettent pas toujours de réaliser les objectifs d'une campagne scientifique. La sécurité du navire et des personnes embarquées reste la priorité du commandant et de son équipage. Si les conditions se détériorent, il faut savoir parfois reporter l'acquisition des données. C'est donc suite à l'annulation de plusieurs objectifs de la première campagne ACCLIMATE-1 qu'une seconde campagne a été programmée pour compléter les objectifs du projet scientifique initial.

Nous allons achever cette campagne ACCLIMATE-2 (Photo 28) avec une majorité des carottes prévues, réalisées avec succès. Donc le programme d'acquisition se termine avec la fin de la campagne. Place au début des mesures sur les carottes et à l'exploitation des données acquises en mer. Ces études vont sans doute prendre plusieurs années. Pour l'instant ACCLIMATE-3 n'est donc pas prévue, mais en fonction des résultats à venir issus de l'analyse des carottes d'ACCLIMATE-2 d'autres programmes de recherche et d'autres missions à la mer pourraient être initiées dans les prochaines années.

Photo 28 : Logo de la mission ACCLIMATE-2 (©Naoufel)

 

Angélique Roubi, Gwenael Jouet, Pierrick Feniès, Marieta de la Fuente, Naoufel Haddam, Kelly Lawler, Patricia Richard, Linda Rossignol-Malaizé, Mickaël Roveré, Jean-Paul Vanderlinden, et l'équipe d'ACCLIMATE-2.