Cérémonie du 14 juillet à DDU

C'est au cœur de l'hiver antarctique, affrontant neige et vent, qu'une partie des vingt-trois hivernants de la 67ème mission en Terre-Adélie s'est retrouvée à 11h30 sous le mât des couleurs pour célébrer le 14 juillet sur la base Dumont d'Urville.

Crédit photo : Alexandre FLOUTTARD

Crédit photo : Vincent TEROL

Après la traditionnelle et mouvementée photo à l'extérieur, les participants se sont réfugiés au bar du séjour pour écouter au chaud le discours du chef de district et pour partager ensuite une coupe de champagne.

Crédit photo : Pierre-Emmanuel FABRE

Baptême de l'Astrolabe à Concarneau.... (article mis à jour)

C'est au sein des chantiers navals Piriou, à Concarneau, qu'a été inauguré L'Astrolabe ce mercredi 12 juillet, en présence de Mme Cécile Pozzo Di Borgo, préfète des Taaf et marraine du bateau et de Mme Annick Girardin, la ministre des Outre-mer.

Crédit photo : Jérôme FOURNIER

Construit dans le cadre d'un partenariat entre la Marine nationale (voir ICI), les TAAF et l'IPEV, il remplace à la fois l'ancien patrouilleur Albatros de la Marine nationale qui assurait des missions de souveraineté et de surveillance dans les mers Australes et l'ancien navire logistique L'Astrolabe, affrété par les TAAF et l'IPEV, qui assurait le ravitaillement des bases antarctiques françaises en Terre Adélie.

De gauche à droite, M. Pascal PIRIOU, Mme Cécile POZZO DI BORGO, Mme Annick GIRARDIN - Crédit photo : TAAF

De gauche à droite : le capitaine de corvette Céline TUCCELLI, Mme Cécile POZZO DI BORGO, préfet des TAAF, M.Pascal PIRIOU, Mme Annick GIRARDIN, ministre des Outre-mer, M. Yves FRENOT, directeur de l'IPEV - Crédit photo : TAAF

 Vous pouvez retrouver des diaporamas de cette cérémonie sur le site du journal Ouest France : http://www.ouest-france.fr/bretagne/concarneau-29900/concarneau-le-bapteme-de-l-astrolabe-en-images-5130388

...et également sur le site du journal Le Télégramme : http://www.letelegramme.fr/finistere/concarneau/concarneau-inauguration-de-l-astrolabe-12-07-2017-11594081.php

A noter, l'Astrolabe fait aussi la couverture du hors-série de mai du journal "le marin" (couverture ci-dessous)

Le navire va ensuite se rendre à Brest puis rejoindre la Réunion où il sera remis officiellement à la Marine Nationale en septembre avant de commencer ses futures missions.

Vous trouverez ci après un extrait du communiqué de presse des chantiers PIRIOU.

Photo du jour

Encore une magnifique aurore australe, saisie par François... 

Crédit photo : François Mariotti

...en complément de ses autres photos publiées ICI.

Le garage de l'île des Pétrels

A DDU, au sommet de l'île des Pétrels, se trouve un petit garage bien sympathique...

Crédit photo : archive DDU

Le garage - Crédit photo : Serge FUSTER

Dorian, le maître des lieux et chef garage, âgé seulement de 21 ans, est l’hivernant le plus jeune de la mission TA67.

Dorian dans son atelier - Crédit photo : Serge FUSTER

Titulaire d'un bac pro agro-équipement et d'un BTS TSMA (techniques et services en matériels agricoles), il répare et entretien une variété impressionnante de véhicules et d'engins divers.

Dorian devant le hangar bleu, où sont stockés les plus gros engins - Crédit photo :  Eric SENGLER

Des plus gros.....comme le tracteur John Deere équipé de chenilles et parfois d'un lame pour pousser la neige, .......le bulldozer Caterpillar,.....la pelle Poclain P90 et la chargeuse à chenilles....

Le tracteur John Deere et le bulldozer Caterpillar - Crédit photo : Dorian SAGOT

.....aux plus étranges, comme le Muskeg et le Morooka (photos ci-dessous)...

Le Muskeg - Crédit photo : Serge FUSTER

Le Morooka, véhicule à tout faire sur la base - Crédit photo : Serge FUSTER

... en passant par les classiques pick-ups Toyota (1 Landcruiser et 2 Hilux), le quad à chenilles et les deux Kubota (voir article ICI), sans oublier tout les petits engins (tronçonneuses, tarières, groupes électrogènes etc...)

Crédit photo : Serge FUSTER

Le Kubota - Crédit photo : Serge FUSTER

Certains de ces véhicules bénéficient d'adaptations pour pouvoir démarrer et fonctionner par grand froid. Ils sont ainsi équipés de tapis chauffants (photo ci-dessous), qui sont disposés sur les parties sensibles des moteurs (carter moteur, réservoir d'huile, circuits hydrauliques) 

Tapis chauffant posé sur le réservoir d'huile du Muskeg - Crédit photo : Serge FUSTER

Le garage de l'île des Pétrels est un maillon essentiel du fonctionnement de la base Dumont d'Urville.

C'est également le chef garage qui prépare la route vers la base annexe de Cap-Prudhomme, juste avant la campagne d'été. 

Sur la banquise - Crédit photo : Dorian SAGOT

Une fois la route vers Cap Prudhomme rouverte, il est également chargé de préparer la piste d'aviation sur glace, située sur le continent (à D10), avant l'arrivée du premier vol de la campagne d'été, à l'aide des engins spécialisés stockés à Cap-Prudhomme.

Le LIDAR : un laser à DDU

Un article d'Erwan NEGRE, docteur en physique des lasers, qui travaille chaque nuit à l'aide de cet instrument exceptionnel.

I. Contexte général

La station d’observation LIDAR de Dumont d’Urville fait partie du réseau international de surveillance NDACC, « Network for the Detection of Atmospheric Composition Change ».

Ce réseau comprend plus de 70 instruments de mesures répartis sur autant de sites à travers le globe, afin d’observer les évolutions physico-chimiques de la stratosphère et d’en étudier l’impact sur le climat à l’échelle mondiale. 

Crédit photo : François MARIOTTI

Les instruments en place, Lidar mais aussi spectromètres, permettent d’obtenir des profils quotidiens de température ou de concentrations en vapeur d’eau, aérosols et ozone. Au niveau français, les Lidars se situent à l’Observatoire de Haute-Provence, à la Réunion et donc en Antarctique à Dumont d’Urville, et peuvent être classés en trois familles :

- Lidar Ozone Stratosphérique (Haute-Provence et Réunion) : dédié à la mesure de l’ozone stratosphérique, entre 10 et 50 km d’altitude, qui utilise la technique DIAL avec émission de deux longueurs d’onde à partir de deux lasers, un Nd :Yag et un exciplexe.

- Lidar Ozone Troposphérique (Haute-Provence et Réunion) : dédié à la mesure de l’ozone de la troposphère entre 4 et 17 km, utilisant sensiblement la même technique que le Lidar Stratosphérique.

- Lidar température/aérosols (Haute-Provence, Réunion, Antarctique) : exploite les effets Rayleigh et Mie par rétrodiffusion d'émissions lasers à 532 nm ou 355 nm. La mesure de vapeur d’eau est effectuée à partir des mêmes Lidars en ajoutant des voies de réceptions spécifiques.

Remarque : un Lidar ozone fut présent à Dumont d’Urville jusqu’en 2012 mais pour des raisons logistiques et de coûts (notamment la maintenance du laser exciplexe), son exploitation a été suspendue et ce Lidar rapatrié. Une éventuelle reprise de ce programme est évoquée pour 2018 ou 2019. En attendant, la surveillance de la concentration en ozone au-dessus de Dumont d’Urville se fait grâce au spectromètre SAOZ.

II. Le lidar à DDU

Objectifs : Les objectifs du programme 209 “NDACC Antarctique” consistent en la surveillance à long terme des études climatologiques et de processus sur les populations de particules (aérosols, Nuages Stratosphériques Polaires – PSC) et la composition chimique (incluant l’ozone stratosphérique) de la Haute Troposphère / Basse Stratosphère, initiée après la signature du protocole de Montréal. La thématique globale est celle de la chimie de l’ozone et de sa destruction, dans le contexte d’un climat en évolution. Les conséquences au sol en termes de rayonnement UV-B ainsi que les interactions ozone-climat, particulièrement concernant l’impact de l’augmentation des gaz à effet de serre sont également considérées.

Fonctionnement : Le Lidar à DDU est de type Rayleigh/Mie/Raman. Le Lidar utilise un phénomène optique particulier : la diffusion. Chaque molécule ou particule de l'atmosphère renvoie une partie plus ou moins importante du signal lumineux (par diffusion Rayleigh, Mie ou Raman), que l’on appelle signal rétrodiffusé. Ce dernier sera collecté à l'aide d'un télescope, et un traitement numérique adapté permettra d’obtenir un profil de diffusion en fonction de l'altitude. La figure suivante illustre de façon simplifiée le fonctionnement du Lidar à DDU.

Figure 1. Principe de fonctionnement du Lidar Rayleigh/Mie/Raman

En l’absence de toute particules ou aérosols, le signal Lidar obtenu décroit exponentiellement avec l’altitude, symbolisé par la courbe en pointillés sur la figure 1. En effet, en l’absence de particules, la rétrodiffusion n’est due qu’aux molécules de l’atmosphère, principalement azote et oxygène. Or la pression atmosphérique décroit exponentiellement avec l’altitude : moins de pression impliquant moins de molécules, le signal rétrodiffusé suit donc la tendance de la pression.

Nous constatons toutefois que le signal rétrodiffusé collecté au niveau du détecteur augmente dans un premier temps. En effet, dans les basses altitudes, le laser ne rentre pas dans le champ de vu du télescope, ce que le schéma laisse entrevoir. Lorsque le faisceau est entièrement dans le champ de vue du télescope, le signal reçu sur le détecteur va diminuer de façon exponentielle avec l'altitude, comme attendu. Enfin, lorsque le faisceau traverse une couche d'aérosol, le signal reçu sur le détecteur augmente du fait que ces particules de taille relativement importante vont rétrodiffuser une quantité plus importante de lumière que les molécules de l’atmosphère, à altitudes égales.

Spécificités :

Le lidar de DDU est composé d’un laser et de 12 détecteurs. Le laser est de type Nd-Yag, émettant dans l’infrarouge (1064nm) avec une puissance de 300mJ à une fréquence de 10 Hz. A l'aide d'un cristal doubleur et d'un cristal tripleur de fréquence, il est possible d’obtenir des longueurs d’ondes d’émission dans le visible (532nm, du vert) et dans l'ultraviolet (355nm). Notons d’ailleurs que la longueur d’onde la plus fréquemment utilisée à DDU est 532 nm, ce qui donne cette couleur verte au faisceau sortant de la station Lidar (voir figure 2).

Figure 2 - Crédit photo : Sylvain PALLAS

Pour la mesure d'aérosol, 5 détecteurs sont utilisés, centrés sur des longueurs d’onde spécifiques : 1064nm, 532nm parallèle voie haute, 532nm parallèle voie basse, 532nm perpendiculaire et voie Raman 607nm. 

Ce que l'on appelle parallèle et perpendiculaire est lié à la polarisation de la lumière. En effet, la lumière est un champ électromagnétique qui possède une direction de propagation, direction qui peut être modifiée par des particules diffusantes. En étudiant le rapport des signaux des deux voies, dont les polarisations sont respectivement parallèles et perpendiculaires à la polarisation du faisceau laser incident, on obtient un profil de dépolarisation qui va nous renseigner sur la sphéricité et donc la nature des particules diffusantes. On distingue également une voie haute et une voie basse.

Crédit photo : Sylvain PALLAS

La puissance lumineuse reçut diminuant de façon exponentielle, les détecteurs doivent donc pouvoir mesurer de très faibles puissances lumineuses pour les hautes altitudes mais également de très fortes puissances lumineuses pour les basses altitudes. Afin de compenser ce déséquilibre et éviter de saturer certains détecteurs, près de 90% du signal collecté sera injecté dans la voie haute et seulement 10% dans la voie basse. 

III. Exemple d’exploitation de mesures Lidar à DDU

La figure 3 est un exemple de ce que les chercheurs obtiennent à partir des mesures Lidar de DDU : un profil du coefficient de rétrodiffusion en fonction de l’altitude et de l’heure de la mesure.

Figure 3. Coefficient de rétrodiffusion en fonction de l'altitude et de l'heure

Le coefficient de rétrodiffusion peut être assimilé à la proportion d’aérosols/particules dans l’atmosphère, un coefficient égal à 1 signifiant leur absence. Cette mesure, réalisée le 30 Juillet 2012, donc au cœur de l’hiver à DDU, montre l’apparition d’une masse vers 18h à l’altitude de 10km, il s’agit d’un cirrus, nuage constitué de cristaux de glaces. Plus haut vers 20 km, apparait un fin filament qui s’avère être un PSC, ou nuage stratosphérique polaire. Ces PSCs sont très importants pour les chercheurs car s’y déroulent à leurs surfaces les réactions chimiques à l’origine de la destruction de la couche d’ozone.

Ce trou dans la couche d’ozone peut être directement observable à DDU, ce que montre la figure 4. La couche d’ozone se situe typiquement entre 20 et 40 km d’altitude aux basses latitudes et entre 10 et 40 km aux pôles. La figure ci-dessous retranscrit bien ces limites mais fait apparaitre une baisse importante d’ozone entre 12 et 20 km : le « trou » de la couche d’ozone. Cette bande correspond à une région ou les PSCs sont abondants, ce qui avait alerté les chercheurs sur le rôle de ces nuages dans la destruction de l’ozone. A noter qu’en 2008, le trou de la couche d’ozone au-dessus de DDU fut total : pendant quelques jours en Septembre, la protection anti-UV que constitue l’ozone avait entièrement disparue.

Figure 4. Concentration de l'ozone au-dessus de DDU en fonction de l'altitude. (Mesure du 26 Septembre 2012)

IV. Enjeux présents et futurs
Le lidar à DDU est essentiel pour de nombreuses recherches en cours ou à venir, citons à titre d’exemple :

- Mesure de la vapeur d’eau par lidar, pour étude des interactions cirrus-PSC.

- Validation des observations spatiales des aérosols

- Discrimination des différents types de PSCs pour affiner les modèles climatologiques polaires et estimer leur impact sur la couche d’ozone

- Etude des transports des aérosols d’origine anthropique depuis les basses et moyennes latitudes jusqu’aux pôles et de leur inclusion dans la dynamique du climat local en Antarctique.

Naissance des premiers poussins empereurs de la saison

Les femelles, après être parties se nourrir en mer après la ponte et la passation (voir ICI), commencent à revenir sur la manchotière pour relayer les mâles qui ont couvé les œufs jusqu'à leur éclosion.

Crédit photo : François MARIOTTI

D'autres photos à venir très bientôt ...

Etat de la banquise autour de l'Antarctique

L'Organisation européenne pour l'exploitation des satellites météorologiques (EUMETSAT pour l'anglais European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites) fournit des images reconstituant l'état de la banquise à partir de différentes données recueillies par les satellites.

A cette période de l'année, il n'est pas possible d'avoir de photo car il fait nuit lors du passage du satellite au dessus de DDU. Par contre, les données recueillies dans le domaine non visible (infrarouge, radar) permettent d'obtenir une reconstitution de l'état de la banquise autour de l'Antarctique.

Et cela donne l'image ci-après :

http://www.eumetsat.int/website/home/index.html

Aurores australes en time-lapse

Le time-lapse est une animation vidéo réalisée à partir d'une série de photos prises à des moments différents et accélérées pour présenter le mouvement en un temps plus court.

Ce procédé a été utilisé par François pour les deux aurores australes filmées ci-dessous :

Une météorite apparaît en bas à droite à la 46ème seconde de la seconde vidéo (cf. photo ci-après)

Crédit photo : François MARIOTTI

Les aurores australes de François

François MARIOTTI est le VSC "Instrumentation-informatique" et "Magné-Sismo" de l'IPEV. Il est également l'hivernant qui dispose de l'équipement en matériel photographique le plus impressionnant de la mission. 

Voici quelques unes de ses photos d'aurores australes.

Crédit photo : François MARIOTTI

Crédit photo : François MARIOTTI

Crédit photo : François MARIOTTI

Crédit photo : François MARIOTTI

Un givré de la course interviewé par le magazine Running Attitude

Vous pouvez retrouver l'interview d'Alex, un des "givrés de la course", dans le numéro de Running Attitude qui paraîtra en kiosque lundi 26 juin.