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PlanetSolar DeepWater, une expédition inédite sur le Gulf Stream

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Actuellement en escale à Boston, le MS Tûranor Planet Solar s'apprête à reprendre la mer. Ce catamaran solaire va ainsi poursuivre son voyage sur le Gulf Stream, tout en réalisant de nombreuses mesures physicochimiques et biologiques. Martin Beniston s'est confié à Futura-Sciences sur les missions de l'expédition PlanetSolar DeepWater, dont il est le leader scientifique.

L'origine du nom du catamaran solaire (Tûranor) vient de la mythologie créée par J. R. R. Tolkien, l'auteur de la trilogie du Seigneur des anneaux. Il signifie « victoire » et « puissance du soleil ». © PlanetSolar

Le 22 juin, le plus grand catamaran solaire de la planète, le MS Tûranor PlanetSolar, a accosté à la Fan Pier Marina de Boston. Cette escale, la dernière aux États-Unis, s'inscrit dans le cadre de l'expédition PlanetSolar DeepWater, dont le but est d'étudier d'une manière inédite l'un des plus importants régulateurs du climat européen et nord-américain : le Gulf Stream. Menée en partenariat avec l'université de Genève (Unige), cette aventure a débuté le 6 juin dernier, lorsque le navire et ses six instruments de mesure de pointe ont quitté Miami Beach. Elle devrait se conclure à Bergen (Norvège) en août prochain.

Bien évidemment, cet itinéraire ne doit rien au hasard. En effet, le Gulf Stream est un courant océanique de surface qui prend naissance dans les eaux chaudes du golfe du Mexique, avant de longer les côtes américaines et de prendre la direction du nord-est de l'Atlantique, tout en se refroidissant progressivement. Contacté par Futura-Sciences, Martin Beniston, le leader scientifique de l'expédition et directeur de l'Institut des sciences de l'environnement de l'Unige, s'est confié sur les objectifs affichés de ce périple de 8.000 km, qui sera réalisé grâce à l'énergie solaire.

« Nous comprenons de manière globale les grands mécanismes associés à des courants océaniques de type Gulf Stream, explique Martin Beniston. Dans le cas présent, nous souhaitons nous intéresser à plusieurs processus à de petites échelles spatiales. [...] Certains phénomènes, comme les vortex océaniques, sont visibles depuis l'espace, mais nous allons les étudier de plus près, pour sonder les interactions unissant leurs propriétés chimiques et thermiques à leurs caractéristiques biologiques. D'autres processus ne sont pas observables par satellite, comme la formation des eaux profondes. Il est donc impératif de se rendre sur place pour les caractériser. »

L'expédition scientifique PlanetSolar DeepWater se prépare, tandis que le catamaran solaire, le MS Tûranor PlanetSolar, rejoint Miami Beach aux États-Unis. C'est là qu'a débuté l'expédition le 6 juin 2013. © PlanetSolar, YouTube

Le MS Tûranor PlanetSolar converti en navire océanographique

Durant ses déplacements, le MS Tûranor PlanetSolar réalise en continu des mesures aussi bien sous l'eau que dans l'air. Mise en point au département de physique de l'Unige, une BioBox exploite par exemple la technologie laser pour étudier la composition et l'abondance des particules en suspension dans l'atmosphère, ou aérosols, à proximité de la surface.

Sous l'un des flotteurs, une FerryBox se charge quant à elle de relever en permanence les propriétés physicochimiques (température, concentration en O2 et NO2 dissous, etc.) et biologiques (abondance en phytoplancton, etc.) des masses d'eau rencontrées. Cette approche est importante, car « les phénomènes qui ont cours juste sous la surface sont encore relativement mal connus ». Enfin, une sonde CTD est utilisée deux fois par jour pour prendre des mesures à 250 m de profondeur, le navire étant alors à l'arrêt.

« Nous allons essayer de corréler les différents aspects les uns avec les autres, car ils ne sont pas totalement dissociés. L'abondance de certains aérosols est liée à celle de différents types de phytoplancton, qui sont eux-mêmes associés à des masses d'eau affichant des propriétés physicochimiques qui leur sont propres. »

Les objectifs de PlanetSolar DeepWater

Pour résumer, PlanetSolar DeepWater vise à caractériser les processus océaniques interagissant avec l'atmosphère le long du Gulf Stream, ce qui inclut d'étudier :

  • « les émissions, la composition et les interactions climatiques des aérosols émis dans l'air en fonction des masses d'eau rencontrées ». Rappelons que ces particules ont un pouvoir réchauffant, ou à l'inverse refroidissant, et qu'elles interviennent sous certaines conditions dans le processus de condensation qui mène à la formation des nuages ;
  • le rôle sur le climat des vortex océaniques qui se détachent du Gulf Stream lorsqu'il quitte les côtes américaines. En effet, « ces structures stables de 50 à 250 km de diamètre emmènent avec elles une certaine quantité d'énergie (sous forme de chaleur) qui va être redistribuée dans l'atmosphère » ;
  • la formation des eaux profondes entre l'Islande et le Groenland, celles-là mêmes qui alimentent partiellement le tapis roulant océanique, c'est-à-dire l'un des plus grands régulateurs thermiques de notre climat.
Le MS Tûranor PlanetSolar lors de son arrivée à New York le 18 juin dernier. Ce catamaran de 89 t est alimenté par 516 m2 de panneaux solaires. © PlanetSolar

Enfin, les chercheurs de l'Unige souhaitent également caractériser plus précisément l'implication du phytoplancton dans la régulation des gaz à effet de serre, que ce soit dans le Gulf Stream ou dans ses vortex. Martin Beniston nous en rappelle la raison : « actuellement, nous estimons que les océans captent 50 % du carbone atmosphérique ».

Les données récoltées durant cette expédition permettront d'affiner des modèles climatiques, météorologiques et océanographiques qui ont vu le jour ces dernières années, notamment en tenant mieux compte de processus auparavant méconnus ou mal simulés.

Étudier le climat en réduisant son empreinte carbone

Certains se demandent peut-être pourquoi utiliser le MS Tûranor PlanetSolar comme navire océanographique. « Il s'agit du bateau idéal pour ce que nous voulons faire, surtout pour la partie "mesure des aérosols". Sur un navire classique, les capteurs pourraient enregistrer des particules émises dans les gaz d’échappement sortant de la cheminée. Avec le catamaran solaire, nous sommes certains que les aérosols détectés proviennent de sources naturelles. » À cela s'ajoute un côté symbolique, car « aucun gaz à effet de serre n'est émis alors que nous menons une étude sur le climat ».

Le 30 juin, le MS Tûranor PlanetSolar devrait reprendre la mer en direction de Saint-Jean de Terre-Neuve (Canada), avant d'entreprendre une nouvelle traversée de l'Atlantique en direction de Reykjavik (Islande), puis de Bergen (Norvège). L'expédition peut être suivie en direct grâce à son site Internet et à un blog régulièrement alimenté par l'équipage ou les scientifiques à bord.

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