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Capteurs pCO2

Thématique INSU : Océan-Atmosphère / Océan

Contexte

La mesure des flux de CO2 entre l’océan et l’atmosphère est devenue une priorité de la communauté océanographique face aux changements climatiques mondiaux ou régionaux. Le caractère hautement variable de ces flux tant à l’échelle spatiale que temporelle a été démontré et implique de pouvoir mesurer ces flux en dehors des campagnes océanographiques.
Des systèmes autonomes ont ainsi été développés pour être utilisés sur des flotteurs lagrangiens (bouées Carioca), ou eulériens (capteurs de mesure de pCO2 sur bouées Pirata, Marel ou Boussole), et sur des navires d’opportunité (capteur pCO2 Colibri).

Bouées Carioca

Mise à l’eau d’une bouée Carioca

Le projet KEOPS (Kerguelen Ocean and Plateau compared Study) est dédiée à l’étude de l’impact de la fertilisation naturelle en fer sur les cycles biogéochimiques dans l’Océan Austral. Lors de cette campagne en octobre 2011, 2 bouées Carioca ont été mises à l’eau au large des îles Kerguelen. Ces bouées ont effectué des mesures horaires de plusieurs paramètres physico-chimiques (pCO2, salinité, fluorescence, oxygène, température, vent et pression atmosphérique) et ce pendant plus d’un an. Les données étaient transmises par Argos.
La Division Technique a effectué les étalonnages des capteurs pCO2 ainsi que la préparation et l’intégration des bouées.

Bouées Pirata

Mise à l’eau d’une bouée Pirata

L’Océan Atlantique tropical est une source de CO2 pour l’atmosphère, mais sa magnitude et sa variabilité temporelle sont peu connues. Un suivi du CO2 à long terme est nécessaire pour comprendre les processus responsables de la distribution du CO2 dans l’océan et déterminer le comportement de l’océan lors de l’augmentation du CO2 atmosphérique.
Deux capteurs de pCO2 ont été installés sur 2 mouillages Pirata à 6°S, 10°W (depuis juin 2006) et 8°N, 38°W (depuis avril 2008). Ils permettent d’obtenir des séries temporelles de paramètres biogéochimiques en plus des paramètres physiques enregistrés sur les mouillages, et ainsi d’étudier les différents processus jouant un rôle significatif dans les variations de CO2. Ainsi, les capteurs effectuent des mesures horaires de pCO2, oxygène, température de l’eau et de l’air et pression atmosphérique. Les données sont transmises par le système Argos.
Les capteurs sont permutés tous les ans afin d’être ré-étalonnés, nettoyés et révisés à la Division Technique.

Bouée Marel

La bouée Marel-Iroise dans la rade de Brest

Un capteur de mesure de la pCO2 est installé sur la bouée Marel-Iroise (rade de Brest) depuis 2003. Ce capteur a permis d’obtenir des séries temporelles à haute fréquence de la pCO2 et permet d’étudier la variabilité et l’évolution de la pCO2 dans des eaux côtières.

En pratique, ce sont 2 capteurs installés à tour de rôle qui permettent ainsi d’obtenir des mesures en continu. Les capteurs sont permutés tous les 3 mois afin d’être nettoyés et réétalonnés.

Capteur pCO2 sous la bouée Marel

Capteur sur bateau d’opportunité : Colibri

Capteur pCO2 Carioca (à gauche) installé en série avec un TSG (à droite) sur le MN Colibri

Un capteur colorimétrique basé sur la technologie Carioca a été développé par la DT afin de pouvoir être installé sur des bateaux, en série sur un circuit d’eau de mer. Ce capteur a été installé sur le MN Colibri qui effectue régulièrement les trajets entre Le Havre et Kourou. Ce capteur, ainsi qu’un système infra-rouge, effectue des mesures de pCO2 en parallèle.







- Voir aussi le Service national d’étalonnage pCO2

Contact :

Laurence Beaumont    
Antoine Guillot