Qu’est-ce que l’Océanographie ?

Les instruments de mesure employés lors de missions océanographiques sont très nombreux. Nous n’en citerons que quelques-uns.

Mesurer la profondeur et connaître le relief des fonds marins

Pour mesurer la profondeur des mers et océans, on utilisait autrefois un plomb de sonde et un fil. Vinrent ensuite les instruments utilisant les sons (vers 1919), puis les ultrasons (après 1918). Les ultrasons sont des sons dont la fréquence dépasse 20 Kilos Hertz. Les hertz sont des unités de mesure de fréquence. La fréquence désigne, en physique, le nombre de cycles identiques d’un phénomène par unité de temps (souvent par seconde) ; ici la fréquence sonore.

Seules les techniques acoustiques permettent une bathymétrie* fiable dès que la profondeur dépasse quelques dizaines de mètres.

Aujourd’hui les équipements acoustiques à la disposition des chercheurs sont très modernes : sondeur de bathymétrie et de pêche ; sonar latéral…

Fonctionnement des sondeurs et sonars

Ces équipements acoustiques émettent des impulsions sonores dans l’eau de mer. Lorsque ces ondes atteignent un obstacle, elles rebondissent comme des balles vers la surface. L’antenne réceptrice, composée de « micros sous-marins » (hydrophones) capte alors les « échos ». Connaissant la vitesse de propagation du son dans l’eau salée (en moyenne 1500 m/s), le temps mis par l’onde pour faire l’aller-retour indique la distance à laquelle est l’obstacle. Les échos, appelés « images acoustiques » sont ensuite traduits en image vidéo, visualisées sur un écran au poste de commande.

Le sondeur

Il peut être utilisé pour mesurer la hauteur d’eau (bathymétrie) ou détecter des bancs de poissons (pêche ou océanographie). L’appareil est composé de systèmes électroniques pour l’émission et la réception des signaux sonores et la mesure du temps de propagation de ces signaux (datation et détection de l’écho de fond). Le transducteur, sorte de haut-parleur, est souvent un disque ou triangle de céramique installé sous la coque du navire. Un système de présentation des échos obtenus permet de visualiser les mesures. Pour les modèles anciens, il s’agit de rouleaux de papier ; sur les modèles plus récents, d’un écran cathodique, et d’un affichage numérique sur les modèles grand public d’aide à la navigation.

Le graphe obtenu représente une vue en coupe du profil du fond et de la tranche d’eau. Un des intérêts est de pouvoir faire figurer les échos des cibles situées en pleine eau : bancs de poissons …

Il en existe différentes sortes :

• • les sondeurs monofaisceaux : ils mesurent la profondeur à la verticale du navire le long de la route suivie, selon un angle de 15° à 30°.
  • les sondeurs multifaisceaux : ils datent des années 1970 et ont beaucoup évolué depuis. Ils permettent la cartographie de larges zones, de l’ordre de 10 000 km² en 24 heures (l’angle couvert par le sondeur peut aller jusqu’à 150°). Ils émettent et reçoivent des faisceaux ultrasonores, suivant une succession d’angles étroits qui permettent de réaliser une cartographie précise au premier passage. Par exemple le sondeur multifaisceaux de l’Atalante permet de déterminer des profondeurs entre 100 et 10 000 mètres grâce à 151 faisceaux espacés de un degré. Les cartes peuvent ensuite être élaborées directement à bord, grâce à l’informatique, rendant obsolète le fastidieux travail de tracé d’autrefois. Le sondeur multifaisceaux permet, en plus des relevés topographiques du relief sous-marin, de fournir des images permettant d’identifier la nature du fond.
  • les sondeurs de sédiments : ils permettent d’explorer les premières strates de sédiment*. Il s’agit souvent de sondeurs monofaisceaux fonctionnant à très fort niveau et à des fréquences basses (de 1 à 10 KHz) et utilisant des techniques de compression pour améliorer la pénétration des couches de sédiments.

Le sonar latéral

SONAR est l’acronyme de SOund Navigation And Ranging (navigation et détection acoustique).

Le sonar latéral est composé d’antennes très allongées installées de part et d’autre d’un « poisson » cylindrique en métal profilé, de câbles, d’une alimentation électrique et d’un équipement de visualisation et d’enregistrement à bord. Les fréquences employées sont élevées et la portée est de quelques centaines de mètres. Le récepteur de signaux sonores est similaire à celui des sondeurs. Les signaux enregistrés latéralement à la direction d’avancée du sonar, juxtaposée aux signaux successifs déjà obtenus par le sonar pendant son avancée, constituent ligne après ligne l’image acoustique.

Quand les fonds marins ne sont pas plats, une correction géométrique est nécessaire pour obtenir une image correcte, soit par des hypothèses simples, a priori, sur la topographie ; soit en complétant le relevé sonar par des mesures de bathymétrie. Les obstacles sur le fond se traduisent par des ombres portées sur le fond, de forme correspondante à l’objet immergé. Ce qui est utile pour la détection des mines et des épaves, mais aussi pour étudier le relief de fond.

Le plus souvent, il s’agit de systèmes légers, facilement transportables, destinés à une utilisation sur les petits fonds (portée de quelques centaines de mètres) mais des modèles grands fonds existent aussi.

Mesurer la température, la salinité et autres paramètres physiques et chimiques de l’eau de mer   

On peut classer dans cette catégorie :

Les sondes

• Les bathysondes ou sondes : une bathysonde est au moins équipée d’un capteur de conductivité, d’un capteur de température et d’un capteur de pression (pour déterminer la profondeur). Il s’agit alors d’une sonde « CTD ». Ce sigle vient de l’anglais (Conductivity, Temperature and Deepth sensors), c’est pourquoi cet appareil est couramment appelé CTD. Lors de son utilisation, la bathysonde est fixée à l’extrémité d’un câble. A partir d’un navire à l’arrêt, elle est descendue jusqu’à une immersion choisie (généralement jusqu’à une dizaine de mètres du fond). Pendant la descente et la remontée les mesures sont enregistrées dans une mémoire interne à la sonde ou transmises à bord. Il est également possible de transmettre des ordres à la sonde ou à des appareils qui lui sont associés. Il est intéressant de prélever des échantillons d’eau de mer à différentes profondeurs pour les analyser afin de contrôler le bon fonctionnement des capteurs, d’affiner leur étalonnage et d’obtenir après analyse une mesure des paramètres physiques ou chimiques pour lesquels il n’existe pas de capteurs. Pour cela il faut ajouter à la bathysonde un système de bouteilles de prélèvement (jusqu’à 24 bouteilles). Ces bouteilles sont placées verticalement les unes à côté des autres en formant un cercle autour du moteur qui commande leur fermeture. Cette disposition fait que ce système s’appelle une « rosette ». Les bouteilles sont descendues ouvertes à leur partie supérieure et inférieure. Pendant la remontée, une commande est envoyée au moteur pour les fermer à des immersions choisies. La sonde descend et remonte à une vitesse de l’ordre d’un mètre par seconde. Le navire est immobilisé longtemps quand la sonde est à la mer. Une station à 3600 mètres dure plus de deux heures.
• Les sondes perdables : (les plus utilisées sont les XBT : Expendable BathyThermograph. Il existe également les XCTD) ces sondes sont lancées à partir du bord (il n’est donc pas nécessaire d’arrêter le bateau) et sont reliées à un pistolet de lancement, lui-même relié par un câble à un PC d’acquisition, par un mince fil de cuivre qui transmet la mesure enregistrée directement sur le PC. Lorsque le fil de cuivre casse au bout d’une certaine profondeur (dépendant aussi de la vitesse du navire) la sonde est perdue. Ces sondes permettent des profils de température (et de salinité pour les XCTD) de la surface à plus de 700 mètres en moyenne.
• Les « poissons remorqués » : la sonde est placée dans un engin remorqué derrière le navire. Il est possible de commander son immersion et de le faire évoluer entre la surface et quelques centaines de mètres.
• Les sondes autonomes qui ne sont plus reliées au navire par un câble. On distingue les classiques et les perdables (Provor) :
  • Les classiques : après sa mise à l’eau elle plonge jusqu’à atteindre l’immersion voulue. Sa récupération en surface peut poser des problèmes la nuit, par mauvaise visibilité ou par mauvais temps.
  • Les perdables (Provor). Cet appareil reste le plus souvent à une immersion choisie. A partir des positionnements en surface il fournit une approximation du courant à son immersion. Avant de remonter à la surface il plonge et remonte en mesurant un profil en température et conductivité.

Les célérimètres qui mesure la vitesse du son dans l’eau.

Les analyseurs comme par exemple le fluorimètre qui mesure la concentration en phytoplancton.

Les marégraphes  sont des instruments enregistreurs de la hauteur des marées qui tracent une courbe, un graphique (marégramme) permettant de connaître à tout moment cette hauteur.

Les granulomètres mesurent la quantité de particules directement dans l’eau et leur distribution en taille de 0.7 à 400 microns. Il s’agit de particules inertes organiques, minérales ou de particules vivantes (bactéries, picoplancton, phytoplancton, zooplancton, œufs et des larves de poissons et de crustacés).

Les instruments de tomographie qui transmettent des ondes horizontalement entre les mouillages pour mesurer la température sur des centaines de kilomètres. La tomographie acoustique dans l’océan permet une excellente propagation du son (c’est grâce à cela que les baleines et les dauphins communiquent sur des distances de milliers de kilomètres). La tomographie acoustique est une technique de mesure qui utilise la transmission du son à travers de longues distances, sur de longs parcours, pour déterminer la température de l’eau de mer.

Réaliser des prélèvements et des carottages de sédiments

Les bennes constituent un procédé très simple de prélèvement de sédiments en surface sur le fond marin.

Lors du largage, les mâchoires de la benne sont ouvertes. Elle descend et atteint le fond. À ce moment, les mâchoires se referment à l’aide d’un ressort, ce qui emprisonne une certaine quantité de sédiments ou de substrats meubles. La benne est alors remontée à la surface où son contenu peut être analysé.

Les carottiers

Les carottes de sédiments marins servent à reconstituer les climats du passé et, plus particulièrement, la circulation océanique profonde associée à ces climats. Ainsi, 3 mètres de carottes suffisent pour remonter 10 000 ans en arrière avec une résolution fine, de l’ordre de 50 ans (l’analyse de la carotte se fait centimètre par centimètre voire plus). Il existe plusieurs types de carottier, nous en citerons 2 :

– Les carottiers à piston

Le Marion Dufresne est équipé du carottier géant Calypso : il est l’un des seuls navires à collecter des carottes sédimentaires pouvant atteindre plus de 60 mètres de longueur. Il peut procéder à des carottages jusqu’à 6 000 mètres de fond.

Quand le contre-poids touche le fond, il déclenche le largage du lest en plomb d’environ 7 tonnes qui enfonce, par son seul poids, le tube dans le sédiment. L’ensemble est ensuite remonté à bord. Descendant à la vitesse de 1 mètre par seconde, le carottier met près d’une heure pour atteindre un fond de 3 000 mètres et autant pour être remonté. Dès que le tube du carottier est remonté, celui-ci est couché sur le pont. Le tube en plastique très dur et résistant contenant le sédiment est extrait du tube en acier. Cette enveloppe plastique est découpée en tronçons de 1,5 mètres. Chaque tronçon est référencé et est ensuite coupée en 2 sur la longueur. Une moitié est immédiatement emballée et mise en en chambre froide pour éviter qu’elle ne sèche. C’est une carotte « archive ». La seconde moitié permet aux scientifiques du bord de travailler : examen visuel à l’œil nu ou au microscope ; 1ère série de mesures sur le sédiment lui-même. Ces expériences réalisées à bord ont 2 objectifs : s’assurer que le lieu de carottage répond aux objectifs scientifiques fixés ; établir un état initial du sédiment qui permettra de vérifier, à terre, que la carotte n’a pas subi d’altération. A l’issue de la mission, les carottes seront analysées en laboratoire.

– Les carottiers à vibration ou vibrocarottier

Le vibrocarottier utilise, comme son nom l’indique, la vibration afin de faciliter la pénétration du sol. Aidé par la gravité et parfois par un piston, il est en mesure de pénétrer les sols beaucoup plus denses.

Les dragues

La drague à roches est utilisée pour le   prélèvement des affleurements rocheux  tels que les basaltes des dorsales océaniques ou les socles d’origine continentale. Elle est constituée d’une ouverture équipée de « dents » permettant d’accrocher l’engin sur le fond, et d’une cotte de mailles recouverte d’une « peau » afin de conserver le matériel arraché au fond. Quatre câbles la relient à un lest disposé à environ 150 m en avant, de manière à faire travailler la drague horizontalement. Le dragage s’effectue à l’arrière du navire. L’enregistrement tensiométrique du câble du treuil permet de détecter les « croches » de la drague sur le fond, ainsi que le poids de matériel récolté. La drague est ensuite vidée sur le pont du navire. Un premier tri des roches est effectué avant leur conditionnement et leur étude plus approfondie à terre. La drague « Sanders »*, montée sur des skis, est utilisée plus rarement, particulièrement pour le prélèvements d’objets « durs » posés sur le fond, tels par exemple les nodules polymétalliques.

Etudier la dynamique des fonds marins

Les pénétromètres

Le pénétromètre Penfeld, conçu par Ifremer, est un appareil de mesures géotechniques. Posé sur le fond, il effectue des mesures à l’aide d’une pointe instrumentée dans le sédiment. Il est conçu pour travailler jusqu’à une profondeur d’eau maximale de 6 000 mètres. Il est doté d’une tige qui s’enfonce dans le sédiment sur une profondeur de 30 mètres. L’appareil est relié au navire par un câble porteur. Il mesure les propriétés mécaniques du sol, par exemple la stabilité des pentes.

Ces informations peuvent intéresser les groupes pétroliers dans le cadre de forages en grande profondeur.

Les flûtes sismiques

Pour détecter la structure profonde des sous-sols sous-marins, les océanographes, en complément des sonars et des sondeurs peuvent recourir à la sismique*. Cette technique permet d’enregistrer les ondes réfléchies par les différentes couches du sous-sol jusqu’à 30 kilomètres. Deux méthodes sont employées : la sismique réflexion et la sismique réfraction. Les équipements nécessaires à la mesure sismique sont de trois types :

• • les émetteurs (ou sources) qui émettent une onde acoustique dont on connaît les caractéristiques (fréquences, durée, amplitude du signal) dans le milieu liquide.
  • les récepteurs qui convertissent l’onde acoustique en tension électrique. En sismique, on utilise deux types de récepteurs : les hydrophones piézo-électriques et les géophones, ou sismomètres. En sismique réflexion, pour capter le signal acoustique, on utilisera principalement une flûte sismique, longue perche parsemée d’hydrophones, dont les dimensions peuvent atteindre plusieurs kilomètres, et qui est remorquée derrière le navire pour détecter des signaux sismiques. En sismique réfraction, on utilisera  plutôt des stations posées sur le fond, de type OBS (Ocean Bottom Seismometer).
  •  les systèmes d’acquisition qui transforment l’information électrique en un enregistrement calibré, daté, ordonné, parfaitement identifié et stocké sur un support d’archivage.

Mesurer la circulation océanique

Pour mesurer la circulation océanique*, peuvent être employés des flotteurs de surface ou de subsurface qui sont des engins plus ou moins autonomes censés suivre les mouvements de l’eau à leur profondeur d’immersion.

Les courantomètres mesurent la direction et la vitesse des courants océaniques. Il existe de nombreux types de courantomètres : des courantomètres équipés d’un compas et d’une hélice, des courantomètres acoustiques, des courantomètres dérivants, des courantomètres mécaniques montés sur des lignes de mouillage au point fixe…

Les scientifiques peuvent aussi calculer les courants à partir du calcul de la densité des masses d’eau, issue des mesures de température et salinité. Ces mesures peuvent être effectuées par  des sondes connectées à un câble électroporteur, déployées à partir des navires océanographiques obligés de se mettre en station le temps de la mesure.

 Un exemple de courantomètre :

Le courantomètre acoustique profileur ou ADCP, peut mesurer et enregistrer les courants jusqu’à 1 distance de 600 mètres de l’instrument. Il utilise l’effet Doppler. Les ondes sonores sont réfléchies par des objets flottants entre deux eaux. Ils peuvent être fixés sous la coque d’un navire en mouvement ou installé sur une sonde CTD. Des objets suspendus dans la colonne d’eau réfléchissent les impulsions sonores émises par les ACDP. Lorsque le signal réfléchi revient, l’ADCP se transforme d’émetteur en récepteur. Suivant le temps de trajet entre l’émission et la réception, une information concernant la direction du courant et sa vitesse peut être obtenue à différents niveaux de la colonne d’eau. En employant les vitesses observées des différentes couches, des profiles verticaux peuvent être mesurés. Ils auraient autrement exigé un nombre considérable de courantomètres classiques.

Le flotteur Provor est un instrument autonome de subsurface qui mesure la température et la salinité au coeur des océans. Le flotteur est programmé à l’avance et déployé à partir d’un navire. Il enchaîne alors des cycles de dix jours, pendant plusieurs années, jusqu’à épuisement de son énergie. Chaque cycle se décompose en deux temps : une descente vers l’immersion de consigne à 1 000 mètres, puis une dérive au gré des courants jusqu’à l’immersion de début de profil à 2 000 mètres.

Il entame ensuite sa remontée vers la surface en réalisant ses mesures. Une fois émergé, il transmet ses données aux satellites défilants Argos, qui les transmettent aux stations au sol afin qu’elles soient traitées puis repart pour un nouveau cycle.

Fin 2007, le réseau Argo d’observation global de l’océan a franchi le cap des 3 000 flotteurs répartis dans tous les océans du monde. Pour la première fois dans l’histoire de l’océanographie, un réseau global d’observation des océans in situ est mis en place. C’est le complément indispensable des mesures satellitaires permettant de suivre, comprendre et prévoir le rôle de l’océan sur le climat de la planète. En mesurant la température et la salinité, en continu de la surface à 2 000 mètres de profondeur, Argo a ouvert de nouvelles perspectives pour les prévisions saisonnières, l’étude des ouragans ou encore le suivi de la hausse du niveau de la mer liée au réchauffement global. Les données Argo sont essentielles au suivi et à la prévision de l’océan et des mers européennes, et aux actions qui se mettent en place dans le cadre du Programme européen GMES (Global Monitoring for Environnement and Security / Surveillance mondiale pour la gestion de l’environnement et la sécurité des personnes et des biens) et de sa composante française Mercator Océan.

Pérenniser le dispositif constitue le prochain défi d’Argo afin d’établir un véritable système de surveillance à long terme de l’océan.

Pour en savoir plus sur le programme GMES : http://www.cnes.fr/web/CNES-fr/874-gmes.php

Les mouillages sont des câbles mesurant jusqu’à 5 km de long, d’une épaisseur inférieure à 6 mm, fixés au fond grâce à un gros lest. Ces câbles sont maintenus verticalement dans l’eau par des flotteurs. Ils sont équipés d’instruments qui peuvent fonctionner en autonomie pendant 1 à 2 ans. Parmi les instruments mis en place sur les mouillages, on peut citer :

• • les microcats qui mesurent la température et la salinité.  Ils permettent d’identifier les différents types d’eau qui se sont formées dans différentes régions géographiques. Ces 2 paramètres ont un impact important sur la circulation des courants océaniques. De leur valeur à différentes positions, il est possible de calculer les courants océaniques ;
  • le courantomètre afin d’observer le courant autour du mouillage à des profondeurs précises
  • Les instruments de Tomographie qui transmettent des ondes horizontalement entre les mouillages pour mesurer la température sur des centaines de kilomètres ;
  • l’échosondeur-inversé (PIES) couplé avec des capteurs de pression fixés au fond de l’océan, afin de mesurer la hauteur de la surface de la mer et le poids de l’eau ;
  • le largueur acoustique pour larguer le lest du mouillage via une commande acoustique afin de récupérer celle-ci après 1 à 2 ans.

Habituellement, les données sont stockées par chaque instrument sur des mémoires et disques internes, et elles sont récupérées une fois le mouillage remonté. Mais depuis peu, une partie des données est transmise une fois par jour par satellite.

Pour en savoir plus : http://www.ifremer.fr/move/instrume.htm

Les bouées dérivantes sont équipées d’un système de positionnement par satellite. On déduit de leurs mouvements la vitesse et la direction du courant ; elles peuvent aussi mesurer d’autres paramètres (température de l’eau et de l’air, pression atmosphérique…).

Les gliders  sont des mini sous-marins téléguidés qui remontent en surface et communiquent avec un opérateur par satellite afin d’envoyer en temps réel les données acquises. À l’origine, ces engins ont été conçus pour enregistrer des paramètres typiquement physiques et chimiques comme la température et la salinité de l’eau. Équipé de capteurs optiques qui enregistrent la fluorescence de la chlorophylle du phytoplancton ou des matières dissoutes, la concentration des particules en suspension dans l’eau ou encore la concentration en oxygène. Ces mesures permettent notamment d’identifier les zones privilégiées de l’océan où la photosynthèse par le phytoplancton est accrue et qui contribuent ainsi d’une certaine manière à la séquestration de dioxyde de carbone. Il peut également être utilisé pour étudier la circulation océanique.

Pour en savoir plus : http://www2.cnrs.fr/presse/communique/1310.htm

http://www2.cnrs.fr/presse/journal/3515.htm

Filmer et photographier les fonds sous-marins

Les sous-marins habités comme le Nautile ou le robot sous-marin (ROV) Victor 6000 sont dotés d’équipements de prise de vue par caméras vidéo et photo.

Cependant, les images vidéo sous-marines sont prises en deux dimensions. Or, l’être humain voit et comprend en trois dimensions. Les images en 2D ramenées du fond perdent donc de précieuses informations, comme le relief ou la taille et la distance entre les objets. D’où l’idée de développer un système de stéréovidéographie qui simule la vision de nos yeux.

Dans le cadre de la campagne Momareto qui s’est déroulée en août 2006, deux caméras, espacées de quelques centimètres, ont été fixées sur Victor 6000 : elles convergent vers le même point et prennent des images simultanées. Un traitement mathématique complexe permet de fusionner ces images et de reconstruire des cartes en 3 dimensions.

Prélever et manipuler des organismes vivants

En océanographie biologique, divers instruments de prélèvement des organismes sont utilisés suivant la taille des animaux : dragues, filets à mailles plus ou moins serrées, pinces au bout des bras manipulateurs des sous-marins ou engins téléguidés. Les caractéristiques de leur milieu de vie (pression, température…) doivent être prises en compte si l’on veut remonter les animaux vivants.

Les filets à plancton sont faits d’un cône de tissu de nylon dont les dimensions et la maille sont définies en fo

nction du type de plancton à récolter. L’extrémité de ce cône est équipée d’un collecteur qui recueille les particules et les organismes vivants. L’ouverture du filet varie de quelques décimètres à environ deux mètres, tandis que la longueur est comprise entre 1 et 10 mètres. Après la pêche, la collecte doit être transférée rapidement dans un bocal puis acheminée au laboratoire. Le filet peut être associé ou non à des capteurs physico-chimiques (enregistrant la pression, vitesse, température…).

Tracté par un bateau, le filet permet de collecter les organismes dans une couche d’eau selon un trait horizontal. Largué en un point et remonté verticalement, il fournit des données sur la répartition verticale des espèces dans la colonne d’eau.

Periscop : une enceinte de récolte sous pression.

Conçue par Bruce Shillito, Enseignant-Chercheur, spécialisé en océanographie biologique, (Université Pierre et Marie Curie, Équipe « Adaptations aux Milieux Extrêmes » (AMEX)) et Gérard Hamel, ingénieur de recherche en physique spécialisé dans les hautes pressions (Université Pierre et Marie Curie, Institut de Minéralogie et de Physique des Milieux Condensés),  Periscop signifie « Projet d’Enceinte de Récupération Isobare Servant à la Collecte d’Organismes Profonds ». Ce prototype a été développé en 2006 et permet de conserver la pression durant la remontée de la faune. En effet, la faune qui vit dans les écosystèmes océaniques profonds est soumise à une pression hydrostatique qui équivaut à 1 bar tous les 10 mètres (1 bar = 1 kg/cm2). Quand ils remontent de 2 000 mètres de profondeur, les organismes subissent une décompression de plus de 200 bars, qui leur est souvent fatale. L’effet de cette décompression nuit à notre compréhension de leur comportement et de leur physiologie dans leur milieu naturel. C’est pourquoi plusieurs équipes développent des aquariums qui permettent la recompression des organismes une fois à la surface.

Les organismes sont prélevés dans un petit cylindre de 10 centimètres de diamètre, connecté à l’embout de l’aspirateur à faune du robot sous-marin Victor 6000. Ce cylindre a été tendrement surnommé « Periscopette » ! Periscopette est alors insérée dans Periscop, une enceinte en inox conçue pour conserver la pression intérieure jusqu’à 300 bars. Victor 6000 ferme alors cette enceinte avec une vanne à boisseau sphérique. L’ascenseur transporte alors Periscop vers la surface.

Le respiromètre  est une structure autonome qui permet de mesurer le métabolisme respiratoire des petits organismes (quelques millimètres) vivant sur/ou dans le sédiment jusqu’à une profondeur de 6000 m.

La chambre benthique est déployée sur le fond. Le principe consiste à isoler un certain volume d’eau et de sédiment et de suivre l’évolution des paramètres chimiques (exemple : oxygène, dioxyde de carbone, sels nutritifs) que l’on veut mesurer en fonction du temps. Par déduction, l’abondance de la faune peut en être évaluée.

Les biocapteurs sont conçus pour détecter spécifiquement une espèce marine (micro-organismes) ou une molécule cible (toxines, polluants…). Des programmes de recherche sont en cours afin de mettre au point des biocapteurs capables de détecter par exemple de l’algue toxique Alexandrium minutum dont les toxines peuvent être mortelles pour l’homme et qui rendent les coquillages impropres à la consommation.

Les engins aériens ont aussi été utilisés relativement tôt pour observer la surface de l’océan : ballons et dirigeables, puis avions et hélicoptères et enfin les satellites d’observation depuis l’espace. Grâce à leurs capteurs embarqués, ils permettent d’observer la totalité de l’océan de façon presque instantanée mais ne concernent que la surface (température des eaux de surface, hauteur et direction des vagues, niveau de la mer…).