Les instruments de Tara : L’UVP

© Début de la dernière station dans le passage du Drake. © Vincent Hilaire Tara Expéditions



Au milieu des bouteilles de prélèvement de la rosette, un étrange instrument fait figure d’intrus : un long cylindre métallique vertical, surmontant deux cylindres horizontaux. Si l’inscription « UVP » inscrite sur l’appareil ne parle pas au néophyte, pour les spécialistes, le sigle évoque un puissant système d’imagerie embarqué, capable de compter et mesurer toutes les particules supérieures à 100 microns, soit un dixième de millimètre. Parmi ces particules, du petit zooplancton, le fameux plancton « animal », mais aussi ce que l’on appelle la « neige marine ».

Le nom de cette dernière date des années 1960,  lorsque les premiers sous-mariniers à avoir jeté un œil vers la surface ont observé cette multitude de particules descendant vers le fond, comme une neige tombant sur eux. Ces particules, ce sont en réalité des petits morceaux de matière organique : carapaces de zooplancton, fragments de phytoplancton mort, et autres déchets organiques en tout genre. Cette neige marine est particulièrement importante pour le climat de notre planète, toutes ces particules renfermant du carbone qui pourra se sédimenter au fond des océans, constituant notamment le pétrole. Un véritable piège à carbone, emprisonnant au fond une grande partie du carbone atmosphérique.

Pour étudier la quantité de particules présentes, leur distribution, leur taille, mais surtout la vitesse à laquelle elles coulent, il fallait donc un instrument adapté. Pendant longtemps, des « trappes à sédiment », sortes de collecteurs à particules placés sous la surface, étaient les seules à pouvoir quantifier cette neige marine. En 1989, le laboratoire d’océanographie de Villefranche-sur-mer se penche alors sur la question et donne naissance à un premier prototype d’UVP. Une vingtaine d’année plus tard, l’instrument est un succès, commercialisé depuis 2010. Durant l’expédition Tara Oceans, la goélette pouvait se vanter d’avoir embarqué le tout premier prototype d’UVP.

Mais que renferme donc cet instrument novateur ? L’UVP est constitué d’une caméra « intelligente » couplée à un ordinateur, capable de compter et de mesurer toutes les particules passant devant elle. Si de grosses particules supérieures à 0,5 millimètres sont présentes, l’UVP stocke les images concernées pour qu’elles soient analysées ultérieurement. Pour visualiser les particules passant devant l’objectif, deux cylindres horizontaux projettent un fin faisceau lumineux : seules les particules passant à travers cette lumière de deux centimètres d’épaisseur seront visibles par la caméra. Pour compléter le tout, de nombreux capteurs – relevant la profondeur par exemple – peuvent être associés à l’UVP.

Durant toute la descente d’une rosette, le profileur prend ainsi en moyenne une dizaine de milliers d’images, jusqu’à dix images chaque seconde. Les scientifiques récoltent ainsi une foule de données sur la quantité de particules rencontrées, leur taille et leur profondeur. Chaque type de particule peut alors être relié à une vitesse de déplacement vers le fond, donnant de précieuses informations sur la séquestration de carbone au fond des océans. Mais les ingénieurs à l’origine de l’UVP ne comptent pas s’arrêter là. Prochain objectif : améliorer cette caméra intelligente pour qu’elle soit capable d’identifier en temps réel les particules rencontrées.

Yann Chavance