Mise en oeuvre

fonctionnement 

mise à l'eau 

enfoncement des chambres 

cycle de mesures 

système de déclenchement 

mesures 

applications 

Objectif

Cette structure a été développée par l'Ifremer pour mesurer les échanges d'oxygène et de nutriments à l'interface eau-sédiment.

Principe

Le fonctionnement de l'appareil consiste à isoler dans une chambre de mesure un volume d'eau sur le fond sans perturber ni remettre en suspension le sédiment dans une chambre de mesure.

Durant le cycle de mesure (de 6 à 24 heures), trois prélèvements préprogrammés de 100 ml peuvent être effectués. Une sonde enregistre en continu l'oxygène et le pH dans chacune des deux chambres.

L'appareil

L'appareil est autonome et est posé sur le fond à l'aide d'un câble ou d'un cordage à partir d'un navire côtier. Son poids dans l'air est de 470 kg et sa capacité d'immersion est de 300 m (étanchéité capteurs et caissons). Le S.I.M.E.B. est constitué de deux chambres de 31 litres, l'une transparente, l'autre opaque.

Chacune de ces chambres est montée sur un cardan et coulisse le long d'une glissière au moyen d'un vérin hydraulique. La course maximale d'enfoncement des enceintes est de 20 cm. La vitesse de descente de chacune est définie par un régulateur de débit

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    ses dimensions :
    L : 1600 mm
    l : 1200 mm
    h : 1500 mm

 

Fonctionnement

La mise à l'eau

L'ensemble de l'appareil, châssis fixe et structure mobile, est suspendu par le palonnier (voir schéma de principe ci-dessous) lors de la descente et de la remontée de l'engin. La ligne de mouillage maintient en tension tout l'ensemble jusqu'à ce que le châssis fixe touche le fond. On remarque sur le schéma, à droite en pointillé, la position des chambres durant la descente. Le vérin est en position haute et maintient l'ensemble. Lorsque la structure se pose, chacune des chambres va doucement descendre le long du vérin pour prendre la position représentée à gauche, la course étant limitée par la glissière et actionnée par le régulateur de débit (ouvert dès la mise en tension de la structure). La ligne de mouillage déployée, une bouée de surface balise le point et servira pour la récupération.

 

Schéma de principe

 

L'enfoncement des chambres

Chaque chambre benthique est équipée d'une couronne dentée et est entraînée en rotation alternée par un motoréducteur. Elle tourne pendant 7mn (1/2 tour en 30 s dans chaque sens). Elle pénètre le sédiment au moyen d'une trousse coupante fixée à la base de la chambre (schéma ci-dessous). Cet ensemble permet un enfoncement de l'ordre de 5 cm dans la plupart des fonds marins.

 

Schéma de l'enfoncement des chambres

Dès que le cycle de rotation des chambres est terminé, chacun des couvercles se ferme, un agitateur est mis en marche et le cycle de mesures commence. La profondeur d'enfoncement de chaque chambre est mesurée grâce aux potentiomètres et par l'intermédiaire d'un caméscope ; lors de la remontée à bord, il permet de voir la nature du sédiment ainsi que son comportement à l'intérieur de la chambre translucide.

 

Vue d'un potentiomètre avec son palpeur

 

Vision de la chambre translucide par le camescope

 

Le cycle de mesures

Agitateur

Après la fermeture du couvercle, le volume d'eau (environ 30 l) de chaque chambre est isolé du milieu extérieur. Un agitateur, légèrement excentré, homogénéise le volume (vitesse pré-réglée à 5 t / mn).

 

Le temps d'analyse dans chaque chambre est ponctué par trois prélèvements. Les trois cellules de prélèvement sont fixées, ainsi que l'agitateur, tout autour du couvercle. Le largage d'une goupille permet à un ressort d'emprisonner l'échantillon. Une cellule prélève 100 ml sans modifier le volume d'eau de la chambre.

 

Cellule de prélèvement

Chaque cellule est équipée d'une vis de purge et d'un robinet de vidange.

 

Schéma d'une cellule de prélèvement

Dans chaque chambre, le premier prélèvement a lieu entre 20 et 30 minutes après l'immersion (conjointement 1 bouteille de "type Niskin" de 8 litres est fermée). Le second déclenchement s'effectue en milieu de cycle (environ 3 à 4 heures) et le dernier en fin d'immersion durant lequel une deuxième bouteille extérieure est fermée.

 

Le système de déclenchement

Il est constitué d'un motoréducteur en équipression entraînant un ensemble de 5 cames décalées de 72° l'une par rapport à l'autre. Chaque came permet le basculement d'un doigt de largage qui, par l'intermédiaire d'un câble, déverrouille une goupille.

Motoréducteur entraînant les cames de déclenchement

 

 

Les mesures

Une sonde multiparamètres est placée au centre de la structure. Les capteurs d'oxygène et de pH sont donc déportés et bridés de part et d'autre sur le couvercle de chaque chambre. L'extrémité des capteurs se situe au milieu de la chambre.

 

Positionnement des capteurs

 

Applications

Depuis leur conception, les chambres benthiques ont été mises à l'eau plusieurs dizaines de fois. En Baie de St Brieuc puis en Baie de Seine dans le cadre du P.N.O.C. (Programme National d'Océanologie Côtière). En 2001 et 2002, elles ont été posées sur cinq stations distinctes dans le Golfe de Gascogne, au cours des campagnes Nutrigas, Gasprod, Trophal.