Après plus de dix and de collaboration entre le LSCE et le LIPHY, un nouveau type de spectromètre infrarouge dédié à la mesure des isotopes de l’eau a été développé spécifiquement pour permettre le suivi des échanges isotopes entre la neige et l’atmosphère en Antarctique.
Le nouvel instrument tire parti de deux techniques (Figure 1) : d’un coté la technique dite « Cavity Ring Down Spectroscopy » (ou CRDS), qui est extrèmement sensible et permet la mesure à très basse humidité, de l’autre la stabilisation en fréquence par feedback optique (OFFS) qui permet d’éviter les dérives de l’instrument, et donc de limiter le besoin en calibration. En combinant ces deux techniques, le nouvel instrument est capable de mesurer avec des précisions aquétes à des humidités aussi basses que 1 ppmv, ce qui correspond à plus de 95% des conditions climatiques se produisant à Dome C, une station sur les sommets du plateau Est Antarctique caractérisés par les conditions les plus froides sur terre.
En vue de pouvoir déployer cet instrument sur le terrain où la fréquence du laser ne pourrait pas être suivie aussi facilement que dans un laboratoire de spectroscopie complètement équipé, un système d’auto-référencement de la fréquence a été développé. Pour ce faire, nous utilisons les profils d’absorptions de creux de Lamb (Lamb dip), qui résultent d’effets de saturation au sommet des transitions, comme des étalons. En mesurant ces creux toutes les heures, nous pouvons limiter la dérive de la fréquence de la source laser (Fig. 1a) sous les 10kHz, et donc, s’assurer que la dérive associée de la mesure en isotope de l’eau reste sous les 0.01‰.
Auteurs: M. Casado, A. Landais, T. Stoltmann, J. Chaillot, M. Daëron, F. Prié, B. Bordet, S. Kassi