Objectifs scientifiques
L’étude du cycle du carbone représente un fort enjeu, car cet élément est au centre de très nombreuses réactions et interactions au sein de la zone critique. Compte tenu de leur faible surface cumulée (environ 3% de la surface continentale), les hydrosystèmes continentaux ont été longtemps considérés comme négligeables dans le cycle du carbone par rapport à l’océan. Cependant, ce paradigme a été remis en cause depuis une quinzaine d’années par de nombreuses études. Les eaux continentales peuvent être perçues comme un réacteur transformant le carbone. Elles sont notamment responsables d’émission de CO2 et CH4 vers l’atmosphère (l’émission de CO2 serait ainsi du même ordre que le puits de CO2 océanique). Ces émissions sont cependant encore mal contraintes en raison de données parcellaires, spatialement et temporellement. Afin de répondre aux besoins de description d’un système aussi grand que le lac Léman par exemple, ou à des systèmes naturels ou artificiels en grand nombre (ex. macrocosmes), il est nécessaire de disposer de nouveaux outils.
Description technique et rôle de la DT INSU
Le projet Myriade proposé consiste à développer un système de chambres flottantes automatiques (CFA) en essaim : détermination des flux de gaz à effet de serre par une «myriade» de chambres flottantes automatiques.
Basées sur une technologie de capteurs à bas coût et d’une intégration open source, ces chambres flottantes pourraient être réalisées en grand nombre (10 à 20), ce qui permettrait d’atteindre les objectifs de description spatiale et temporelle de l’hydrosystème. Ces CFA permettront de déterminer en continu et à haute fréquence les flux de CO2 et CH4 (2 à 3 déterminations de flux par heure, jour et nuit) ainsi qu’un certain nombre de paramètres importants dans les échanges de gaz à l’interface eau-air (température de l’eau et de l’air, vitesse du vent, turbulence, pression…). Des systèmes similaires commencent à être décrits dans la littérature scientifique, mais restent des prototypes non commercialisés et répondant partiellement aux exigences énoncées plus haut. Quant aux modèles commerciaux actuellement disponibles, ils sont d’une part d’un coût élevé ou ne répondent que partiellement à la question.
Première phase du projet : la conception et la réalisation de la chambre flottante, et notamment de sa ventilation. Cette phase comporte des aspects mécaniques et électromécaniques (mécanisme permettant l’alternance des phases en circuit fermé ou ouvert sur l’atmosphère. Néanmoins cette phase devra s’articuler avec la suivante, qui comprendra l’intégration des différents capteurs sur une carte d’alimentation qui piloterait également le système de ventilation de la chambre.
Cette deuxième phase est envisageable en collaboration avec la société d’électronique et de robotique SYERA, avec laquelle des réflexions sur ces dispositifs ont déjà été engagées (et qui ont conduit à imaginer les propositions de ventilation de l’enceinte présentées dans le document).
Contact DT : Alexandre Blin
Contact IPGP : Didier Jezequel