Présentation
Depuis plus de 20 ans, l’équipe utilise un véhicule d’observation benthique autonome nommé lander produit par une PME danoise (Unisense) qui lui permet d’effectuer des mesures d’oxygène et de pH in situ dans le sédiment. Ces Landers, qui sont en capacité d’embarquer une instrumentation variée, ont l’avantage, par rapport aux mesures effectuées sur carottes, de limiter les perturbations liées au prélèvement et d’être dans les conditions naturelles de température, de pression, d’oxygène dissous, de pH, etc. Grâce aux Landers équipés de microcapteurs d’oxygène et de pH, l’étude des réactions chimiques et biologiques près de l’interface eau-sédiment devient alors très fine, l’ensemble jouant un rôle important dans la compréhension des cycles de la matière, en milieu côtier ou océanique ouvert. Les particules organiques déposées sur le sédiment sont, en effet, utilisées comme source de nourriture par la faune et par les bactéries présentes dans les premiers millimètres de sédiment. Ce phénomène nommé « respiration » des sédiments ou reminéralisation de la matière organique, consomme de l’oxygène et produit du CO2. En résulte une diminution d’oxygène et de pH en profondeur dans le sédiment, mesurable par les micro-électrodes. Grâce à ces mesures et à des modèles mathématiques, on quantifie la « respiration » et on peut évaluer le recyclage du carbone dans les sédiments.
En configuration grand fond (6000 m) le Lander du LSCE est un grand cadre tripode métallique constitué de deux étages (3 m de haut). Un étage inférieur instrumenté d’un profileur benthique, d’une source d’énergie et de lests largables. L’étage supérieur est constitué de flottaisons et d’un largueur acoustique. En configuration côtière, le lander n’est plus que constitué de sa partie basse et est relié à la surface par un bout signalé en surface par une bouée.
Le profileur benthique, est constitué d’un cylindre étanche et pressurisé qui renferme l’électronique embarquée : cartes d’interfaces, un ordinateur nommé Arctica et des amplificateurs électroniques pour les microélectrodes. La partie inférieure de ce cylindre permets de fixer 5 électrodes d’oxygènes en verre, de type Clark, 2 électrodes de pH non combinées et leurs références et une électrode de résistivité. Ce cylindre est fixé sur un wagon à déplacement vertical et qui lui permet, une fois le lander posé sur le plancher océanique, de descendre pas à pas (pas de 200 µm) le long de deux rails verticaux.
Le lander est programmé à bord puis est déposé sur le fond où, après un temps d’attente, le programme de profilage se lance. Les pointes des micro-électrodes se trouve à une quinzaine de centimètres de l’interface qui sera détectée à l’aide de l’électrode de résistivité. Une fois l’interface trouvée, le profilage commence. A chaque pas de 200µm, l’Arctica enregistre le signal des électrodes d’oxygène et de pH. Avec un diamètre de pointe de 100 ou 200 µm les électrodes de verre sont insérées lentement, dans le sédiment, à partir de la colonne d’eau et mesurent la distribution en profondeur de l’oxygène au niveau de l’interface eau-sédiment et dans les eaux interstitielles des sédiments sur des épaisseurs allant de quelques millimètres à plusieurs centimètres. La finesse des pointes assure une élasticité du verre, ce qui évite aux électrodes de se briser en pénétrant dans le sédiment et de le perturber. L’ensemble du déploiement incluant le profilage, dure environ 4 h et, une fois celui-ci terminé, soit les lests sont largués grâce au largueur acoustique et le lander remonte alors de lui-même, en surface, où il est récupéré par le bord, ou bien, en configuration côtière, il est remonté à bord grâce au mouillage de surface.
Une fois à bord le Lander est reconditionné pour une nouvelle plongée : Les données sont récupérées, les électrodes éventuellement cassées, sont remplacées et la batterie est rechargée.