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Retour de Mission - Campagne australe 2015-2016

par SAVARINO Joël - 10 mars 2016 - ( maj : 10 mars 2016 )

La campagne d’été australe vient de prendre fin avec le retour de toutes les équipes parties sur le terrain dans l’hémisphère sud. Comme chaque année, les activités de terrain ont été soutenues, à la fois sur la côte et sur le plateau Antarctique. Voici résumé ici les travaux effectués dans les cadres des programmes polaires soutenus par l’Institut Polaire Paul-Emile Victor (IPEV).

Programme GLACIOCLIM en Terre Adélie et à Dôme C

Comme chaque année depuis l’été 2003/04, les réseaux de balises du service d’observation GLACIOCLIM ont été relevés afin de permettre le suivi de l’évolution de l’accumulation de neige en zone côtière (sur 156km) et à Dôme C. Cette année de mesure vient compléter notre série, offrant la plus longue série homogène et sur une telle étendue en Antarctique. Les stations météorologiques du programme ont aussi été entretenues et déchargées.

Programme ASUMA en Terre Adélie

Le programme ASUMA a pour objectif d’améliorer la précision de l’estimation de bilan de masse de surface en Antarctique en basant sa stratégie sur la réalisation d’une traverse scientifique au cours de la saison 2016-17. Cette année, il était crucial de tester les matériels qui seront utilisés et installés l’année prochaine lors de la traverse (carottier 50m, caravanes, systèmes de protection contre le vent, appareils utilisés sur les stations météorologiques automatiques). Un nouveau jeu de 3 carottes a aussi été collecté à 63km de Cap Prud’homme.

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Installation du carottier C2FN qui sera utilise lors de la traverse ASUMA (Crédits Vincent Favier)

Programmes CESOA à en Terre Adélie et Dôme C et DC Chimie à Dôme C

Poursuite des séries de mesures pluriannuelles de composés atmosphériques à Dumont d’Urville et Dôme C dans le cadre des programmes 414 CESOA (suivi des composés soufrés) et Chimie DC (suivi de l’ozone et des gaz acides). Les hivernants sortants, Stéphane Oros et Guillaume Dufresnes (VSC IPEV) à DDU et Roxanne Jacob (VIE IPEV) à Concordia ont passé les consignes de manips à leurs successeurs, respectivement Benjamin Golly, épaulé de Laura Troudet pour la période d’été, et Nicole Hueber.

Programme CALVA en Terre Adélie et à Dôme C

La réalisation du programme a été assurée par une équipe de 2 chercheurs (plus une contribution des équipes du programme GLACIOCLIM pour la partie côtière), dont cette année un chercheur du Laboratoire de Météorologie Dynamique développant les paramétrisations de microphysique froide du modèle météo/climat LMDZ. Rappelons d’ailleurs que CALVA est un programme dédié à (conçu / optimisé pour) la collecte d’observations permettant évaluer / valider / améliorer ce type de modèle. La mise sur le terrain de modélisateurs est donc justifiée – et très constructive pour le programme lui-même.

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Les 3 hygromètres développés et/ou améliorés par le LGGE et par le LMD pour la mesure des humidités dans les conditions extrêmes du Dôme C, et les opérateurs du programme CALVA cette année : Jean-Baptiste Madeleine (LMD) et Christophe Genthon (LGGE)

Programme APRES3 en Terre Adélie

Ce programme, qui visait à échantillonner les précipitations pour améliorer et valider leur télédétection spatiale par radar, a vu le déploiement de plus d’une tonne de matériel dont le radar polarisé de l’EPFL et le radar doppler en partie acquis sur financement AO LGGE 2015. L’équipe de terrain était constituée de 2 chercheurs de l’EPFL, avec le soutien d’une partie de l’équipe du programme CALVA. La campagne a été longue (R0-R3) pour maximiser le nombre d’événements précipitants échantillonnés. Le site internet du programme APRES présente de nombreux aspects de la campagne : apres3.osug.fr.

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Le radar de précipitations MxPOL de l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, déployé à DDU dans le cadre de la campagne APRES3, et les opérateurs du programmes, de gauche à droite : Alexis Berne (EPFL), Christophe Genthon (LGGE), Jacopo Grazioli (EPFL). (Crédit photo G. Genthon)

Programme Solarice à Dôme C

L’objectif du projet SOlarIce était de réaliser un carottage jusqu’à la profondeur de 350 mètre pour la mesure du béryllium 10 avec une résolution annuelle. Le carottage a d’abord commencé avec le carottier 200 mètres jusqu’à la profondeur de 180 mètres, puis avec le carottier James Ross (quand celui-ci a été livré par la traverse) jusqu’à la profondeur de 210 mètres. Grosses difficultés de forage avec perte de pénétration quand le carottier James Ross a été utilisé immergé. Le matériel a été ramené en France pour expertise. Une fois le problème résolu, il est prévu de retourner terminer le carottage, probablement en 2017-2018.

Programme Subglacior à Dôme C

Le projet Subglacior vise à perforer la calotte de glace antarctique avec une sonde révolutionnaire embarquant un spectromètre laser, afin d’évaluer très rapidement la pertinence d’un site renfermant potentiellement de la glace vieille de 1,5 millions d’années dans ses couches les plus profondes. Obtenir cette vieille glace constitue le challenge principal de la communauté des scientifiques travaillant sur les carottes de glace, afin de résoudre une énigme dans l’évolution climatique de l’ère quaternaire.

Durant la saison 2016/2017, une partie de l’équipe Subglacior a revisité le tubage installé au cours de l’année précédente. Ce tubage étanche atteint la profondeur de 120 mètres. Il vise à permettre de remonter le fluide de forage jusqu’à la surface, sans perte dans le névé poreux. Il s’avère qu’un défaut existait à quelques mètres du fond. L’équipe a donc dû ressortir tout le tubage pour reprendre entièrement sa fabrication et sa pose. Avec succès. Un carottier "gabarit" a pu librement circuler jusqu’au fond au travers de ce tubage. Il a permis de forer 15 mètres supplémentaires afin que la sonde Subglacior puisse débuter son travail directement dans la glace au cours de la prochaine saison de terrain.

Par ailleurs l’IPEV a pu livrer avec succès à la côte antarctique (station Dumont d’Urville) les 3 containers maritimes contenant les éléments lourds (treuils, mât, système de pompage) de la sonde, profitant de la disparition complète de la glace de mer cette saison aux abords de la station.

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Extraction du tubage Subglacior endommagé (crédit photo : J. Chappellaz)

Programme SUNITEDC en Terre Adélie et à Dôme C

Le programme SUNITEDC a poursuivi sa surveillance de la composition chimique de l’aérosol et du manteau neigeux au Dôme C. Des prélèvements de neige de surface et d’aérosols sont effectués tous les 3 jours et une semaine, respectivement. Ils permettent de suivre l’évolution de composés chimiques en lien avec les modifications des conditions environnementales locales et régionales et nous renseignent sur l’information chimique et climatique transféré à la glace.

Cette année une partie du programme d’échantillonnage s’est déroulée sur la côte, à Cap Prud’homme pour mettre en relief les principaux traits différenciant l’enregistrement glaciologique d’une site à forte accumulation de neige (Cap Prud’homme) d’une site à très faible accumulation (Dôme C). Le programme s’est terminé par la remise en marche des tours à neige de Dôme C qui permettent d’analyser l’air du manteau neigeux à différentes profondeurs et par le traitement de la carotte de glace de Aurora Basin North (Forage Franco-Australien).

Comme chaque année, nous avons aussi effectué la formation du nouvel hivernant dont le rôle sera de maintenir les installations et les prélèvements durant l’hiver. Un total d’environ 2000 échantillons a été prétraité et conditionné avant leur expédition en France où ils subiront des analyses plus poussées et alimenteront le travail des chercheurs et étudiants.

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Echantillonnage de la neige à Cap Prud’homme dans le cadre du projet SUNITEDC (Crédits L. Troudet)

Programme LOCK-IN à Dôme C

Un changement fort de comportement des gaz dans le névé se produit entre des sites à environ 7cm/an d’accumulation neigeuse (comme Pôle Sud ou EPICA DML, avec des ages du gaz de l’ordre du siècle au fond du névé) et des sites à 2-3 cm/an d’accumulation (comme Concordia ou Vostok, avec des ages du gaz beaucoup plus faibles - quelques décennies - au fond du névé). De plus, le taux d’accumulation neigeuse contrôle la vitesse d’enfoncement du névé et donc le temps mis par une couche pour traverser la zone de piégeage des gaz, ceci a un effet direct sur le degré de lissage des signaux atmosphériques rapides.

Le programme LOCK-IN a permis pour la première fois de documenter un site d’accumulation intermédiaire (4-5 cm/an). Un camp provisoire a été installé à 135 km de la station franco-italienne CONCORDIA et nous avons réalisé un forage dans la glace jusqu’à 200m de profondeur. Des pompages d’air dans le névé et des mesures de gaz carbonique et méthane ont montré que l’air au fond du névé est très ancien. Les carottes de glace et bouteilles d’air du névé obtenues sont en cours d’acheminement vers Grenoble pour des analyses en laboratoire.

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Installation du camp Lock-in à 180 km au Nord de Concordia (crédits photo J Chappellaz)

Programme Glaciologie à Dôme C

Le programme a consisté à tester le logger dans le trou de forage EPICA (température, inclinaison, pression). Malgré quelques difficultés de démarrage, le logger a fini par bien fonctionner. Seuls les résultats sur le diamètre du trou demandent une vérification. Nous avons de même procédé au test des mesures de température de la fibre optique qui sera utilisée avec le forage rapide RAID. Il a été mis en évidence un problème de calibration sur le gradient à corriger pour l’utilisation dans le cadre de BEYOND EPICA (collaboration avec le BAS). Nouvelles mesures des 6 stations ApRES (restent à interpréter, collaboration avec le BAS) et étude radar pour la recherche Oldest Ice par une équipe UTIG/AAD avec interactions scientifiques sur le terrain.

Programme DACOTA en Terre Adélie

Cette courte mission a été divisée en deux parties. La première a été de fournir un support logistique à l’IPEV par la mesure de l’épaisseur de la glace de mer entre le navire et DDU (11 km) pour établir une route pour le déchargement du fuel à R0. Cette activité a aussi consisté à sécuriser la zone crevassée des 10 premiers km de la route du raid par détection au radar des crevasses.

La deuxième partie plus focalisée sur la science et la communication "grand public" a consisté à la première inspection du réseau de balises GPS permanentes sur le glacier de l’Astrolabe, travail poursuivi par M. Sacchettini entre R2 et R3 puis à la préparation et l’encadrement de la sortie sur le glacier de l’Astrolabe de l’équipe de tournage Wild-Touch.

Le personnel ayant participé à cette campagne a été : Emmanuel Le Meur, Michel Scchettini, Vincent Favier, Laurent Arnaud, Eric Lefebvre, Nicolas Caillon, Vincent Jomelli, Alexis Berne, Christophe Genthon Jacopo Grazioli, Jean-Baptiste Madeleine, Philippe Possenti, Olivier Alemany, Fabrizio Frascati et Saverio. Pannichi (ENEA), Stéphane Oros, Guillaume Dufresnes, Roxanne Jacob, Benjamin Golly Laura Troudet, Nicole Hueber, Joel Savarino, Patricia Martinerie, David Colin, Catherine Ritz

Sous la tutelle de :

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