Accueil > Actions pluridisciplinaires > Atelier scientifique > Expérimentons avec l’expédition Tara-Damoclès

Expérimentons avec l’expédition Tara-Damoclès

dimanche 8 juin 2008 par Joëlle Mirabaud

Découverte de l’expédition Tara-Damoclès

Conférence animée par Matthieu WEBER, 27ans, ingénieur responsable de l’installation et de l’entretien de l’appareillage scientifique de cette expédition (voir le pdf joint).

Modélisations développées en réponse aux questions soulevées, en coopération avec Matthieu :
- Quand on fait un trou de prélèvement dans la banquise, comment empécher ce trou de se fermer ?
- Comment récolter de l’eau à une profondeur donnée ? puis fabrication d’un système de prélèvement en profondeur : la bouteille de Nansen.
Puis nous avons participé à la réunion avec Jean-Claude GASCARD et les Scientifiques de Damoclès, à l’Université de Jussieu pour la présentation de nos activités scientifiques, pour découvrir celles des autres classes ainsi que pour recueillir les avis des autres participants et des scientifiques de Damocles.

Etude expérimentale du ralentissement de la fermeture des trous de prélèvement dans la banquise

par Lucie CHINON, élève de 2°3

Matthieu avait été très embêté de devoir chaque matin recreuser ses trous de prélèvement dans la banquise. Il nous a proposé de tester des moyens d’empêcher ce genre de trou de regeler alors que la température est nettement en dessous de zéro.
Nous avons alors mis à congeler des cuvettes remplies d’eau, puis nous avons creusé des trous à la perceuse pour modéliser les trous de prélèvement en petit format. Matthieu, lui, utilisait une tronçonneuse !
Nous cherchons à trouver le ou les moyens d’empêcher la fermeture de ces trous que nous venions de faire dans la glace.

Les expériences choisies :
- En haut à gauche l’experience témoin : le trou sans protection, puis à sa droite, l’expérience modélisant le rôle d’une peau de phoque que Matthieu avait placé sur son trou de prélèvement pour empêcher la glace de se reformer ce qui fermait le trou, puis en bas à gauche une lampe de poche allumée qui dégageait de la chaleur, ce qui devait empêcher la fermeture du trou, mais seul problème (^-^)" : cette chère lampe nous a lâché au bout de seulement quelques secondes, paix à sa pile qui n’a pas super bien réagi à sa rencontre avec le bloc de glace... Et the last expérience, en bas à droite, avec le sel déposé dans le trou.
Finalement, plein de petits problèmes techniques comme la lampe qui ne chauffe plus et la fuite des trous creusés dans les blocs, joint au manque de temps (eh oui même quand on fait de la sciences le temps passe vite ^^) nous ont empéché d’avoir des résultats sur cette séance (^-^)’. Ce n’est pas grave, nous allons recommencer au lycée.
- Nous avons refait 2 gros glaçons de 20cm de long, modélisantla banquise flottant sur de l’eau liquide. Chacun d’eux a été percé de 2 trous avec la perceuse du lycée. On voit l’eau libre au fond des forages.

Comment récolter un échantillon d’eau à une profondeur donnée ?

par Sébastien BRUNEL, élève de 2°2

1) Le coup de la paille
Après avoir longuement réfléchi, nous avons décidé d’essayer le système de la paille dans le verre, pour voir si on pouvait prendre l’eau du fond du verre sans la mélanger avec celle du dessus.
Il suffit de garder son doigt sur le haut de la paille pour que l’air empèche l’eau de rentrer dedans. Puis quand la paille touche le fond du verre, on enlève brièvement le doigt et l’eau est rentrée dans la paille sur un centimètre de hauteur. Ayant refermé le haut de la paille avec le doigt ; on sort la paille, et voila, on a un échantillon du fond du verre !
Oui, mais a-t-on vraiment l’eau du fond du verre ?
Comment savoir s’il n’y a pas eu de mélange avec l’eau de surface ?

2) Prélèvement d’eau sous huile
Mais ce système ne doit pas être applicable à grande profondeur, allons voir sur Internet comment les chercheurs se débrouillent, puis nous fabriquerons notre propre système de prélèvement en profondeur.
"En 1910, le Norvégien F. Nansen améliore différents modèles existants et met au point la bouteille de prélèvement qui restera en usage jusque dans les années 1970 ; la "bouteille Nansen" est un cylindre métallique dont les extrémités se referment lorsqu’un "messager" poids coulissant sur le câble, déclenche le basculement vertical de la bouteille.
A partir de 1966, elle est peu à peu remplacée par la "bouteille Niskin", dont le matériau synthétique garantit l’absence d’ interaction chimique avec les constituants de l’eau de mer, et qui se ferme sans basculement. Cette disposition fixe permet d’obtenir des prélèvements de plus grand volume et de simplifier le travail en station en regroupant toutes les bouteilles sur un même châssis (la rosette), la fermeture de chacune d’entre elles étant déclenchée par un signal électrique envoyé depuis le navire selon les profondeurs d’échantillonnage désirées." Extrait du dossier "500 ans d’observation scientifique de l’océan"du site IRD
Nous avons décidé de construire une bouteille sur le principe de Nansen.

Construisons une bouteille de Nansen

par Lucie Chinon en 2°3 et Guillaume FORGET en 2°8.

L’atelier a organisé une visite de la Maison de l’Environnement de Magny-les-Hameaux où nous trouvons un bon accueil de Florence CAILLE de la Maison de l’Environnement, de Nadia ERRARD de Planète sciences et de Matthieu WEBER, ingénieur de l’expédition Tara-Damoclès. Grace à eux tous, nous trouvons des réponses à nos interrogations. A côté de Nadia, Matthieu nous montre une vrai bouteille Nansen qu’il a apporté. En l’observant, nous réfléchissons à la construction d’une bouteille de Nansen, façon Mansart ! Matthieu nous présente la fameuse bouteille de Nansen. Celle-ci a été inventée à la fin du XIXième siècle par F.Nansen afin de réaliser des prélèvements d’eau à de grandes profondeurs dans le but d’étudier la composition de l’eau de mer (salinité, pH...
Il est également possible d’y intégrer un thermomètre pour mesurer la température au fond des abysses.
Schéma de fonctionnement : la bouteille est descendue à la profondeur souhaitée, clapets ouverts de façon à laisser l’eau circuler au milieu du cylindre. Le messager est un plomb qui glisse le long du filin, envoyé depuis le navire. Quand le plomb heurte le support de la bouteille, il libère les 2 clapets qui se rabattent, tirés par un ressort, ce qui emprisonne l’eau qui sera alors remontée et analysée. Au même moment le thermomètre bascule, indiquant la température de l’eau au moment du prélèvement.

Réunion avec Jean-Claude GASCARD et les Scientifiques de Damoclès

Lundi 10 mars après-midi, à l’Université de Jussieu, pour les classes de collège et lycée participant aux activités scientifiques Tara-Damocles-Junior, Mr Gascard de l’opération Damoclès et Nadia Errard de Planète Sciences ont prévu une réunion de suivi en amphithéâtre à Jussieu.
Les collégiens et lycéens y ont présenté leurs activités scientifiques liées à Tara-Damoclès. Les classes concernées par la demi-journée du lundi 10 mars après-midi étaient celles de Mme Brun et Mr Rouillère, Mr Friedling, Mme Guitton et l’atelier scientifique de Mme Mirabaud

L’équipe de Tara avait amené à l’université de Jussieu leur jeune chien Tiksi.

Extrait du carnet de bord de Tara : on a eu la visite de 2 oiseaux ces derniers jours : un bruant des neiges (appelé Bruno car Audun, notre norvégien à bord, n’arrive pas à dire bruant !) et une mouette. Ce fut drôle de voir le bruant jouer avec Tiksi, lui qui n’avait jamais vu d’oiseau de sa vie. A chaque fois que Tiksi voulait dormir, l’oiseau revenait à la charge. Ça a duré 2 jours ! En revanche, l’oiseau ne s’est pas trop approché de Zagrey, notre autre chien qui, lui, l’aurait certainement croqué… Ce qui fut beaucoup moins drôle fut d’apprendre que la présence d’eau libre et d’oiseaux signifie que les ours ne sont pas loin : l’eau dégelée permet aux ours de pêcher les phoques, les oiseaux se nourrissant des restes laissés par les ours. Le rôle essentiel des chiens a été de prévenir les chercheurs travaillant sur la banquise de l’approche d’ours ! C’est vrai qu’ils ne nous aidaient pas vraiment à déplacer notre matériel sur la banquise, Tiksi étant trop jeune et Zagrey trop vieux...

Dans cet amphithéâtre de Jussieu, Dominique a décrit nos expériences sur les courants, Lucie a parlé de nos recherches sur les puits de CO2, Sébastien a cité nos manipulations sur le prélèvement d’eau en profondeur, Guillaume a commenté nos tests sur la fonte des banquises, pendant que Madame Mirabaud projetait nos photos d’expériences sur le grand écran.
Nous avons posé des questions et écouté les avis des autres participants et des scientifiques de Damocles. Cet après-midi d’échange a établi un contact direct entre les scientifiques du programme Damoclès et les scolaires participants.

Documents joints


| Plan du site | Mentions légales | Suivre la vie du site RSS 2.0 | Haut de page | SPIP | ScolaSPIP
Lycée Jules-Hardouin Mansart de Saint Cyr L’Ecole (académie de Versailles)
Directeur de publication : Emmanuel ROUX