Ajustement des mesures d'oxygbne de la sonde CTDO (Conductivity, Temperature, Depth, Oxygen) aux mesures chimiques Winkler

Transcription

1 MEMOIRES DE STAGE lljt OCEANOGRAPHIE Ajustement des mesures d'oxygbne de la sonde CTDO (Conductivity, Temperature, Depth, Oxygen) aux mesures chimiques Winkler Gad1 RICHARD Stage effectue au Centre ORSTOM de Noumee du au INSTITUT FRANÇAIS DE RECHERCHE SCIENTIFIQUE POUR LE DEVELOPPEMENT EN COOPERATION., Centre de Noumda

2 MEMOIRES DE STAGE -. IUT Ajustement des mesures d'oxygène de la sonde CTDO (Conductivity, Temperature, Depth, Oxygen) aux mesures chimiques Winkler Gaël RICHARD Stage effectué au centre ORSTOM de Nouméa du au INSTITUT FRANCAIS DE RECHERCHE SClENTlFlOUE POUR LE DEVELOPPEMENT EN COOPERATION

3 Remerciements. Avant de présenter ce travail, je tiens à remercier Monsieur FAGES J., Directeur du Centre O.R.S.T.O.M. de Nouméa, ainsi que Monsieur FROMAGET M., Responsable de l'information Scientifique et Technique, de m'avoir accepté en tant que stagiaire. Je remercie Marie-Héléne RADENAC et Robert LE BORGNE, tous deux chercheurs à 1' O.R.S.T.O.M., pour m'avoir aidé et conseillé durant ce stage. Je leur témoigne toute ma gratitude. Que Christian HENIN, qui m'a accueilli en Nouvelle- Caledonie soit assuré de toute ma sympathie, et je salue tous les membres du laboratoire d'océangraphie. J'ai été honore d'avoir pour membre du jury à ma soutenance, monsieur Louis MAREC, océanographe à 1'O.R.S.T.O.M..

4 Sommaire. Introduction Présentation de l'organisme d'accueil 1- L'O.R.S.T.0.M. dans le monde Le centre O.R.S.T.O.M. de Nouméa Le programme PROPPAC... 7 II- Partie technique 1- Préambule Présentation du problème Méthodes de mesure de l'oxy~kne dissous Etude du capteur La méthode chimique de Winkler. 4- Exposé des investigations Etude Traitement global des données Etude de quelques stations types Analyse des résultats. 6- Conclusion de l'étude Conclusion générale... 41

5 Introduction. Pour l'obtention de mon D.U.T. de mesures physiques, option physico-chimie (préparé à l'i.u.t. de Lannion), j 'ai effectué un stage du 20 avril au 21 juin au sein du département T.O.A. (Terre, Océan, Atmosphére) du centre O.R.S.T.O.M. (Office de Recherche Scientifique Outre-Mer.) de Nouméa. Ce stage s'est déroulé dans le cadre du programme océanographique PROPPAC (PROduction Pélagique dans le PACif ique. ) Mon a consisté à traiter les données d'oxygène prises le long de la colonne d'eau lors de la deuxième campagne du programme dans la zone hauturière du Pacifique Ouest. L'objectif de l'étude est d'ajuster le profil brut du taux d'oxygène sur 1000 mètres, délivré par la sonde C.T.D.0, aux données chimiques issues de 12 prélhvements effectués au moyen d'une rosette en différents niveaux de profondeur dans les 200 premiers mètres.

6

7 1- L'0.R.S.T.O.M. dans le monde. L'Institut Français de Recherche Scientifique pour le Développement en Coopération est un établissement public qui est placé sous la tutelle du Ministère d'etat chargé de la recherche et de la technologie. Cet office est administré par un conseil d'administration dont le siège est à Paris au 213, rue Lafayette. L'O.R.S.T.0.M. intervient essentiellement en zone intertropicale. Les recherches sont orientées vers les productions végétales et animales de ces régions du monde ainsi que vers la connaissance des données de base des milieux naturels et humains. L'O.R.S.T.0.M. participe aussi à la formation sur le terrain du personnel specialisé en matière de recherche scientifique et technique. Toute action de la part de 1'O.R.S.T.O.M. répond directement aux préoccupations des Etats et Territoires qui font appel aux services de l'office pour leur développement. Le concours de 1'O.R.S.T.O.M. s'organise en fonction de programmes de recherche définis et réexaminés en accord avec le demandeur de services. Les programmes de recherche sont placés sous le contrôle de sept commissions scientifiques dont les membres sont des personnalités françaises ou étrangères provenant de grandes centrales scientifiques et de chercheurs de 1'O.R.S.T.O.M.. A 1'O.R.S.T.O.M. travaillent 2500 agents, dont 777 chercheurs, auxquels s'ajoutent tous les employés de recrutement local.

8 2- Le centre O.R.S.T.O.M. de Nouméa. Ce Centre fut créé le 2 Août 1946 sous l'appellation d'institut Français d'océanie ( 1. 0, nom qu'il garda jusqu' en En 1975, ce Centre fut doté de nouveaux bâtiments qui comportent 2600 m2 de laboratoires et 1300 m2 de bureaux et d'ateliers. Le Centre possède également un auditorium de 300 places où sont organisés des congrès et des colloques scientifiques. Le Centre de Nouméa est l'une des principales bases scientifiques de l'office hors de métropole. C'est précisément la troisiéme en importance par le nombre du personnel de recherche après celles de la Côte-d'ivore et du Sénégal. L'or~anisation scientifique du Centre O.R.S.T.O.M. de Nouméa. Au Centre de Nouméa il existe 11 disciplines réparties depuis 1987 sur 5 départements de recherche. * Ces 11 disciplines sont: - 1' Archéologie. - la Géographie. - 1' Hydrologie. - la Botanique. - la Pédologie. - 1 ' Agronomie. la Zoologie appliquée. la Géologie. - la Géophysique. - la Pharmacologie. - 1' Océonographie physique et biologique. * Les 5 départements sont: - le département T.O.A. (Terre, Océan, Atmosphère). [auquel appartient l'océanographie.] - le département M.A.A. (Milieux et Activités Agricoles). - le département D.E.C. (Département Eaux Continentales). - le département D.H.V. (Département Homme et Santé). - le dkpartement V.S.D. (Villes, Sociétés, Développement)

9 * Les effectifs du Centre: En juin 1987, on comptait 186 employés au Centre de Nouméa, répartis de la façon suivante: - personnel de recrutement métropolitain: 73 agents * Chercheurs * Ingénieurs, Techniciens, Administratifs et personnels navigants * V.A.T., allocataires de recherche et stagiaires personnel de recrutement local: 113 agents * Administratifs * Entretien (atelier) * Techniciens * Personnel navigant Le budget du Centre de Nouméa: Le budget est à 97% assuré par l'institut, les 3% restants proviennent de ressources extérieures (conventions avec le Territoire, etc...). Pour l'année 1987 les dépenses se sont élevées à environ 70 millions de francs français. Je pr&sente l'organigramme en figure 1.

10 ORGANIGRAMME DU CENTRE ORSTOM DE NOUMEA - NOUVELLE CALEDONIE DIRECTION GENERALE - l PAYIS.l I + DIRECTEUR 4 ASEF'AC. 4 DEPARTEMENTS DU I CENTRE 1 v NOUHEA UR 1 ADMINISTRATION Comptabi 1 i té/secr. Dir. -+ Cornmandes/Transi t Finances Personnel Servi ce Social /Accuei I I 1 b MOYENS NAVIGANTS DISCIPLINES A l i s Ggronomi e Archéologie Santa Maria Eotani que Coriolis IIFREMER) Zoologie appli q. GPol ogi e Gémph\,,,si que MOYENS COMMUNS Hydrml oqi e Labo photo Cartographie Documentation El ectroni que Inf ormati que Heprographi e Labo chimie SERV 1 CES GENERAUX Parc automobile Atelier mécanique Atelier électricité Atelier menuiserie Atelier peinture Entretien général Océanographi E F'&daimqr, F'harmacoloqie Phytopathologie Géographie I l I 1 I 1 *************************************************+************* ASEF'AC: Dé1 égati on F'o~tr 1 'fisi e du Sud Est et 1 e Pacif i que Ouest * * UR : Unité de Recherche * **x************************************************************.

11 3- Le prorramme PROPPAC (PROduction Pélagique dans le PACifique). L'objectif de ce programme est de mettre en évidence les relations existant entre l'hydrologie et les caractéristiques des écosystèmes pélagiques hauturiers. Les données physiques et chimiques ont été prises en différentes stations le long du 165 &me méridien Est, de la Nouvelle-Calédonie (20 Sud) aux îles Marshall (6ONord). Cette radiale (figure 2a) a été choisie pour l'intérêt que représente la diversité des situations qu'on peut y rencontrer. La radiale passe assez loin des îles et l'océan hauturier parcouru est le siège de variations interannuelles du même ordre de grandeur que les variations saisonnières. Des données sont aussi issues d'une station en dérive (figure 2b). La température, la salinité, et l'oxygène dissous le long de la colonne d'eau sont les paramétres hydrologiques étudiés au moyen de la sonde C.T.D.O. (Conductivity, Temperature, Depth, Oxygène.) lors des 4 campagnes PROPPAC. Les courants marins équatoriaux et les vents font aussi l'objet d'études. Les physiciens du bord déterminent leurs directions ainsi que leurs vitesses. Les biologistes, de leur côté, mesurent et évaluent les productions primaire et zooplanctonique aux différentes stations. De plus les chimistes effectuent des dosages de sels nutritifs (nitrates et phosphates) et d'oxygène dissous. Dans le cadre de ce programme le navire océanographique Coriolis, propriété de lli.f.r.e.m.e.r., est parti en mission le 27 Mars 1988 avec à son bord une équipe de 10 chercheurs et techniciens, physiciens ou biologistes. Cette mission qui s'est achevée le 27 Avril 1988 a fait suite à une première campagne qui avait été entreprise en septembre 1987.

12

13

14

15 1- Préambule. Océan. La nuit tombe sur la baie silencieuse et dans l'ombre aboient les brisants. O mer! devant toi l'esprit s'apaise, souffrir même n'est plus rien, savoir est tout. Mais saurons-nous jamais? La science est une torche entre les mains des éclaireurs; à mesure qu'on la porte en avant, l'ombre se fait en arrière. Au fond de quel gouffre aller chercher la vérité? Est-il une utopie qui ne devienne à son heure réalité? Est-il une science qui ne doive se transformer? Qu'importe, cherchons toujours, l'horizon s'6claircit... extrait du livre "Légendes et chants de gestes canaques" par Louise MICHEL. (Baie N'ji, 26 juin 1875.)

16 2- Présentation du problème. Une différence notable a été remarquée entre les données d'oxygéne dissous de la sonde et les résultats des dosages effectués par les chimistes. Afin de tirer parti au mieux du profil d'oxygène délivré par la sonde sur 1000 mètres de profondeur, les océanographes souhaitent l'ajuster aux 12 mesures discrètes déterminées par la méthode de Winkler.Ces profils d'oxygène ajustés pourront alors être mis en regard des courbes de salinité et de température pour être exploités. Le problème est donc de valider toutes les données fournies par le capteur à oxygéne de la sonde. Avant de se lancer dans la résolution du problème il néanmoins avoir à l'esprit les faits suivants. faut 1 ) Au cours d'une campagne le capteur peut offrir une dérive en fonction du temps. Il peut de plus avoir subi une détérioration à la suite d'un choc et de ce fait, ne plus être étalonné. La mesure du taux d'oxygène faite au moyen du capteur dépend de nombreux paramètres dont la température et la pression. L'algorithme d'utilisation du capteur qui prend tous les paramètres en compte peut alors contenir des facteurs de correction inappropriés. 2O) On peut observer en zone de fort gradient la non concordance manifeste de certaines données Winkler avec leur donnée sonde correspondante. Ceci peut s'expliquer par le simple fait que, pour une profondeur donnée, il s'est en moyenne écoulée une demi-heure entre la mesure au moyen de la sonde, prise au cours de la descente, et le prélèvement d'eau de mer, effectué à la remontée. Le systkme hydrologique (masses d'eau en mouvement, ondes internes, etc...) peut avoir évolué au cours de ce temps. A cela s'ajoute une erreur commise sur l'estimation de la profondeur à laquelle on fait un prélèvement. En effet, 15 secondes séparent le moment de lecture de la profondeur, opérée sous l'ordre de fermeture de la bouteille, et le moment de fermeture effective de celle-ci. Une erreur A z existe donc. Cette erreur peut atteindre plusieurs mètres s'il y a du roulis et engendrer une erreur sur la détermination du taux d'oxygène de l'ordre de 0.1 ml/l aux profondeurs pour lesquelles on observe un fort gradient du taux d'oxygène. Ayant considéré les nombreuses sources d'erreurs qui ont une incidence sur la validité des mesures, il apparait que l'on ne peut résoudre le problème qu'au moyen d'un traitement statistique des données. On se propose donc d'effectuer l'ajustement au moyen d'un traitement statistique simple fondé sur la relation: O, Winkler = f ( O, sonde )

17 3- Méthodes de mesure de l'oxygéne dissous. 3.1-Etude du capteur. - La sonde C.T.D.O. est equipée d'un capteur S.B.E 13 (Sea Bird Electronics). Les schémas de la sonde et du capteur sont présentés figures 3 et 4. La mesure du taux d'oxygène au moyen du capteur est fondée sur une méthode polarographique. Ce capteur est composé d'une anode en Argent et d'une cathode en Or, entre lesquelles est appliquée une différence de potentiel de 0.8V. La cathode est emprisonnée dans un support en plastique. L'anode se présente sous la forme d'une bague autour de ce support. L'ensemble baigne dans un gel électrolytique (KC1). - L'oxygène, pour lequel la membrane en téflon est perméable, diffuse vers la cathode où il est réduit. La réaction est : 0, + 2 H e- ---> 4 OH- A l'anode on a la réaction : 4 Ag + 4 Cl- ---> 4 AgCl + 4 e- Il en résulte un courant électrolytique qui est directement proportionnel à la pression partielle d' oxygéne à layuelle le capteur est exposé. - L'expression de l'intensité de ce courant est donnée par la loi de Faraday: I=Qr*n*F où : 1 est le courant mesuré en Ampéres. Qr est la vitesse de réduction de l'oxygène à la cathode en moles/seconde. n est nombre d'équivalents par mole d' oxygène (n=4). F est le Faraday (9.65 * IO4 Coulombs /équivalent). - On obtient la diffusion de l'oxygène à travers la membrane de téflon par la formule : Qd = (Pm/dm) * Ae * (ps - pc) où : Qd est la vitesse de diffusion en moles / seconde. Pm est la perméabilité de la membrane. dm est l'épaisseur de la membrane. Ae est la surface de la cathode. ps est la pression partielle de l'oxygène dans l'eau. pc est la pression partielle de l'oxygkne à l'interface cathode/électrolyte.

18 - A l'équilibre Qd = Qr. On peut alors écrire: 1 = n * F * Ae * (Pm / dm) * (ps - pc) Pendant l'électrolyse, au niveau de la cathode, il y a disparition de l'oxygène qui y est réduit; on peut donc négliger la pression partielle de l'oxygène de l'interface cathode /électrolyte (pc) devant celle de l'oxygéne dans 1 ' eau (ps). Le courant mesuré est alors indépendant de la vitesse de réaction chimique et ne dépend que des caractéristiques physiques du capteur Ae, dm et Pm. On obtient alors une relation linéaire entre le courant électrolytique et la pression partielle en oxygéne: 1 = [n * F * Ae * (Pm / dm)] * ps - Les mesures sont effectuées au cours de la descente de la sonde A la vitesse de 1 mètre par seconde jusqu'à 1000 métres Une mesure, moyenne déterminée sur 24 cycles, est prise toutes les secondes. Le courant 1 détecté varie de O à 0.8 PA. Un systéme électronique convertit ce courant en un signal de haute fréquence qui est transmis ail moyen d'un cable électro-porteur jusqu'à un micro-ordinateur à bord du navire qui donne directement le taux d'oxygène en millilitres par litre. Remarques importantes: 1 ) Il faut savoir q'un capteur dérive sensiblement en fonction du temps. Il faut donc redéterminer périodiquement les constantes propres au capteur. Pour cela, il suffit d'introduire les nouveaux facteurs de corrections dans l'algorithme d'utilisation du capteur. Le capteur est donc périodiquement envoyé à SEA-BIRD ELECTRONICS à Washington pour un nouvel étalonnage. 2O) Le capteur, une fois monté, doit être conservé dans un milieu de 100% d'humidité relative pour son bon fonctionnement ultérieur. 3O) Le capteur est équipé d'une membrane d'équipression séparant le gel électrolytique de l'eau à analyser.

19

20

21 3.2- &méthode chimique de Winkler(1888). Cette méthode est utilisée à bord du navire par les chimistes pour la détermination du taux d'oxygène à ml/l prés sur des prélèvements d'eau de mer faits à 12 profondeurs différentes au moyen de la rosette. Cette derniére est un dispositif composé de 12 bouteilles montées sur un bâti équipé d'un systéme de commande pour la fermeture des bouteilles. Le signal la commandant est transmis depuis le bord au moyen d'un cable électro-porteur. La détermination du taux d'oxygéne représente un intérêt autant pour les physiciens, qui étudient la circulation des masses d'eau, que pour les biologistes, qui s'intéressent aux variations dues au processus biologique qu'est la photosynthèse: 6 CO, + 6 HzO kcal (hv) ---- > Cd Hi, Od + 6 0, Le principe de la méthode est de déplacer l'oxygéne par l'iode qui sera ensuite dosé. La méthode chimique de Winkler consiste, dans un premier temps, en l'addition de sulfate de manganèse (MnSO,) et d'une base forte (KOH) dans un flacon d'eau de mer. On obtient un précipité de Mn(OH),. La réaction est: MnSO, + 2 KOH ---> K, SO, + Mn (OH), (1) Or ce précipité se transforme en Mn(OH), en présence de l'oxygène dissous dans l'eau de mer. La réaction est: On dissous ce nouveau précipité [Mn(OH),] par acidification et en présence d'iodure de potassium (KI), La réaction est: L'iode libéré est dosable par le thiosulfate suivant la réact ion : Iz + 2 NazS > Na,S Na1 (4) On remonte facilement au taux d'oxygène exprimé en millilitres par litre en considérant que: * 2 moles de thiosulfate (Na, S, O, ) sont nécessaires pour doser une mole d' iode 1 ) [réaction (4) 1. * 1 mole d'iode est produite au cours la réaction de dissolution par acidification de 2 moles du pr4cipité Mn(OH), en présence de 2 moles d'iodure de potassium. [réaction (3)].

22 * La présence dans l'eau d'une 1/2 mole d'oxygène transforme 2 moles de précipité Mn(OH), obtenues suivant la réaction (1) en 2 moles de précipité flx~(oh)~. [réaction (2)]. Finalement, pour 4 moles de thiosulfate versées pour doser l'iode, on a titré 1 mole d'oxygène dissous 02.

23 4- Exposé des investigations. Ne connaissant pas au préalable la relation qui lie les données sonde aux données Winkler, il faut dans un premier temps la déterminer. Pour cela, on tracera les diagrammes de dispersion de toutes les données Winkler en fonction des données sonde correspondantes, d'une part pour la radiale et d'autre part pour la station en dérive. De l'observation des nuages globaux on proposera un type d'ajustement. Ensuite on dépouillera les données de campagne, station par station pour la radiale, position par position pour la station en dérive. Les points litigieux de certains nuages, qui rendraient l'ajustement proposé peu sûr, feront l'objet d'une étude afin d'être ou de ne pas être pris en considération. Pour illustrer cela, je ne fais état dans le présent rapport que de quelques stations dont l'étude a amené des observations et des considérations représentatives de l'ensemble des stations de la campagne. Ensuite on opérera une analyse de l'ensemble des coefficients qui caractérisent la régression en vue d'en soutirer des remarques utiles et d'émettre des suggestions en ce qui concerne l'&chant-illonnage des données pour les campagnes A venir. Enfin la relation, affectée des coefficients obtenus pour chaque station, pourra être appliquée aux données brutes délivrées par la sonde afin d'ajuster l'ensemble du profil de l'oxygéne aux données Winkler valides. Remarque: Les données de surface ( < 10 mètres délivrées par la sonde sont manifestement aberrantes. Elles ne seront donc pas prises en compte lors de la détermination des coefficients d'ajustement. 5- Etude. 5.1-Traitement global des données. Le traitemenent des données des 27 stations de la radiale 165O Est et des 15 positions de la st-ation en dérive a d'abord consisté A faire correspondre aux 12 données Winkler, recueillies pour chaque station en différents niveaux de profondeilr, les données sonde issues du profil brut du taux d'oxygène aux profondeurs considérées. Les nuages globaux obtenus du traitement de l'ensemble des données, de la radiale (figure 5a), et de la station en dérive (figure 6a), se prêtent, à priori, A un ajustement de type linéaire. On peut donc opérer un ajustement de ce type sur les données de chaque station de la radiale et de chaque position de la station en dérive. Toutefois les deux nuages globaux ne présentent pas d'homogénéité quan A la répartition des points les constituant. On doit donc s'attendre à ce que certains nuages de station et de position soient constitués de points très mal répartis.

24 '(P6 a~nbl3) T/Tm ap autb!aob~ v aauuopao aun qa (SC-1) 1 T+ aana~aadns aquad ap aqloap aun auuop a8enu aa ans?+)do quamaqsnce,? 'anapuojoad a77aa v atqehaasqo qua~pea8 qaoj np uostea ua sntaxa ejas saaqqm oz1 v saqlej saansam ap j'qequas?adaa qu~od amqlsloaq a?.sa?a?ptsuoa sanapuojoad xne qualpea8 qaoj ap sed aqsfxa,u TT '(q6 aan8tj) au?8axo,p xneq np qnaq ~jjoad ne s~nornoq aaqj9-z as uo ls 'qajja ua 'quamaqsnce,~ suep aqdmoa ua slad quos saaqqm 091 qa 091 saqlej saansam ap sjlqequas?~daa squlod xnap sa?.sloaq ap aaqmou ne quos squlod saaqne Sap atqmasua,~ ap squeqslp sqaq squlod sa? '?ql?u?8ornoqlp aauasqe,~ alohes e '81 uolqeqs et ap TnTaa anb anblqsla?qaeaea amam et aquasqad (e6 aan8~j) g1 uorqeqs et ap a8enu a? '(PB aan8~j) aaleautt quamaqsnce un v quaqaad as!a-xnaa no aansam el suep sapr~~h squ~od s~nas sa1 ans quamaqsnce,~ eaaj uo quamateuld.uos~ea amam et anod Taaa qa saaqam 0 ~ 1 e saauuop ap a s ~ ~ auri,p d jlqequasaadaa qulod rip amam ap qsa ua TT!quamaqsnCe,~ anod aqdmoa ua s~ad sed auop qsa,u qurod a=) '(48 aan8lj) au?8axoip xneq rip qriaq ~ljoad ne quea?j?a as ua ahaasqo,~ uo.qualpea ap auoz ua 7.~3 quamahataad un,p anssl qsa ' aa~yu?~ aauuop e~ JO 'qulod aa ap aquuopao,~ ap?q.p~~e~ el ap ans aaq? auop q ~op uo.quamaqsnce,p aqtoap el ap uotqeu;maaq?p e~ suep a~qeabl~8gu uou splod un e 'saaqam 091 y saauuop ap aslad aun,p jlqequas?adaa 'qurod a=).squlod saaqne Sap alqmasua,~ ap queqslp sqaq qu~od un qajja ua ahaasqo A ug.au?bomoq uou a8enu np amam adaq a1 qsa (e8 aan8rj) 81 uo~qeqs et ap a8enu a1 'T/Tm LZ'O ap au~81a0,~ T+ a?uuopao aun qa '1 aanala?dns ualq 'gz.1 ap aquad aun aed a?sla?qaeae3 qsa ( q ~ aan8lj) quamaqsnce,p aqloap e?.ausedme3 el ap atqmasua,~ ap ah~qequas?adaa sqaq qsa abenu aa anod anuaqqo quamaqsnce,p aqroap el!aa~e?u!~ uo~qe~?aa03 auuoq sqaq aun aajjo ( e aan8~3) ~ 11 uo~qeqs e~ ap saauuop Sap a~qaed y nuaqqo aaenu a? 'qua~pea87203 ap auoz ua as~ad?>a 'uou no 'e questa?qaeaea a1 aatyulm aguuop el rs quamattalquassa eaaulmaaqqp uo 'xnaqnop qu~od un,p qqrp~~e~ el aaqsa7 anod 'squ~od saa ap aq~p~~eh et ans aqaod ~ nb aqnop at aahat eapnej TI 'a8enu anbeqa ap aaieaut1 quamaqsnce,~ aanqnajja,~ quehe 'TSUTV

25 'sajq?m 09T B la saj??m 061 B T/Tm L'O afj 7uamaTnas qa saaqqm saalmaad 08 sa1 Jn0d T / T ~ T ap ajpjo,~ ap qsa apuos saauuop sat qa aatyulm saquuop sa1 ajqua aaua~?jjrp el qajja u3 TT TT ajri8~j) OC uolqeqs el ap ~napuojoad e~ ap uo~q3uoj ua apuos saquuop sap qa JaTyuIM saquuop Sap aqdea8 al Jns atqehaasqo ualq qsa au?mou?qd a? 'uolssa~d el ap uorq3uo~ ua anaqde3 np asuodqa et ap uotq3ajjoa ap sdnaqaej Sap assaqsnc el asnea ua quamaqaaarp qye~qqam r3a3.aurbrao,~ v a?uuopjo,~ a?slmlulm qa quamaqsnce,p aqzoap ET ap aquad el a?nqua~me qrejas lsury 'apuos e~ ap anapuojo~d ua aquaasap et ap aansam y qa arij ne ~u?~âxo,p xneq at aamlqsajns B qleapuaq ~riaqde3 at anb aaauehe qnad uo 4suo~qeqe~suo3 sa3 ap ~ rq~ed v '19 uolqrsod et Jnod ' z-o- B ' ~ uo!qlsod 9 el Jnod 'g '~ ap quateqa,s aut8~a0,~ q sa?uuopjo sa?. 9 uolq~sod el anod a 'TB uorqlsod ET ~nod 'LE'T aaqua qualaeh saquad sa1 'ah?~?p ua uorqeqs ET au~a3u03 ~ n b a3 u3.( uorqeqs) T / T ~ 26'0 F (ST Uo!?e7S) T/Tm Z8'0- attehja2ul, T SueP 7uanqls as au:8rao,~ B sa?uuopjo sa? '(96.0 = q) 6 uorqeqs el anod qa ( = q) ST uorqeqs el anod saahaasqo quos sam?a>xa saquad sat 'a~elpea et ap suorqeqs Sap atquasua,~ JnS.auBedue3 el ap suolqeqs sa1 saqnoq ap sa?uuop sap quamaqleaq np ~lqaed sanuaqqo aul8:ao,~ B sa?uuopjo Sap qa saquad Sap saqdea8 sat q 0 ~ qa 801 sajn8rj sa1 ans aquasq~d ar * T / T ~ T B ajnalj?jui au~8la0,~ a?uuopjo aun aapuaaua lnb ajnaraadns aquad aun 'suolqeqs ap sa8enu Sap 97laoCem apuej8 et Jnod 'qajja ua ahaasqo uo ' T / T ~ 09.0 ap aul8la0,~ 8 a?uuopao aun anod '80'~ ap aquad aun qa '~/~rn SC-O ap aur8;ao,~ B a?uuopdo aun anod <LT*T ap aquad aun quamah:qaadsaa quo ahlaap ua uo~qeqs el ap ~eqo~8 a8~nu np qa aterpea et ap ~ eqo~8 a8enu np >uamaqsnce,p saq!oap sa1 'JO '1 ap aquad aun ~riod T / T ~ 1 au~8~a0,~ a?uuopao,p quamaqsnco,p aqloap aun 'apuos saquuop sat qa JaTyulA saquuop sa1 ajqua ajrejjed uorqet?aaoa aun,p s e al suep 4a?uaqqo sjote qredhap uo *(qs ajnbl3) atelpea el anod aydea8 ap adâq amam at ans atqehjasqo quamat!arjjlp sn~d qsa eta3 *(qg aan8lj) ah;a?p ua uorqeqs el ap aatyula qa apuos saquuop Sap s ~ljo~d sap atqmasua,~ ap aqdea8 al ans atqehaasqo uarq qsa Iaa3 'saauuop saquaj?jjrp sa1 adqua T / T ~ ap aapao,~ ap auuanom a3uajqjjlp aun?nteha le,c suorqeqs sap atqmasua,~ JnS 'quapuodsa~ao3 anat lnb JaT yur~ saauuop xne sajnala?jur sanocnoq quos apuos saauuop sa^ anb qsa uol qeqeqsuoa aaq~ma~d el 'auuoq qsa squlod sat ajqua aale?ur~ uo~qe~?a~oa et sntd anlosqe JnaTeh ua ap aqao~d qsa!a-rn~a3 sntd 'ajle?ul~ uolqe~q~ao3 ap quaraljjaoa al lssne qua77q0 uo '(aul8~~0,~ aauuopao, T),,el, qa (aquad 131),,q,, 'sqln3~e3 saaqqrne~ed sat 3ahe uolqeqs anbeqa Jnod quamaqsnce,p aqro~p el ap?aejq at 7ual790 uo,t anb S3IHdVa3,LVdS Tal3rBoT np uaâom ne 7sa13 'sqeqtnsaa sap asâ~euy - 's v

26 profondeurs pour lesquelles il n'exite pas de fort gradient. De ce fait la droite d'ajustement obtenue (figure llb) est caractérisée par une pente supérieure à 1 (1.37) et par une ordonnée à l'origine bien inférieure à 1 ml/l (-0.18 ml/l). Par ailleurs sur les graphes des pentes et des ordonnées à l'origine en fonction des stations, on observe que celles-ci oscillent autour d'une moyenne et ne tendent pas à augmenter ou à diminuer. Cette observation faite sur les graphes concernant la station en dérive, donc au sein d'une même masse d'eau, nous améne à affirmer que le capteur n'offre pas une dérive importante en cours de campagne. 6- Concliision de l'étude. Il ressort de cette étude que la corrélation linéaire entre les données sonde et les données Winkler est manifestement biaisée par l'effet de la profondeur. L'algorithme d'utilisation du capteur doit surestimer l'influence de la pression. Il aurait été intéressant d'avoir une donnée Winkler à 1000 métres et une autre à 500 métres par exemple, pour évaluer l'influence de la pression, difficile à estimer si on se limite aux 200 premiers métres. Ceci permettrait aussi d'obtenir des nuages de points plus homogénes et donc de meilleurs ajustements. De plus il faut absolument éviter de prendre des données Winkler en zone de trés fort gradient; par contre il serait plus intéressant d'en prendre dans les zones de faible gradient aux limites de celles à fort gradient. Bien que les constantes du capteur soient périodiquement redéterminées par le fabriquant SEA-BIRD, il serait toutefois souhaitable de mettre sur pied une manipulation permettant de tester la réponse du capteur en fonction de la pression et de la température, et ainsi réajuster, avant chaque campagne, les facteurs de corrections entrant en jeu dans l'algorithme d'utilisation. Il faut aussi maintenir la correspondance avec la maison SEA-BIRD et lui faire part des résultats obtenus en campagne.

27 OTP OLE OEE &Z OTZ OTZ OTE OSE OLP

28 Fi gure 5b: ensembl e des prr-~f i 1 s discrets des données et Winkler de la radiale. scinde PROPPQC 2 radiale oxygbne en ml/l Winkler O Sonde profondeur ( m)

29 apuos OOP OLE OPE OTE 082 OS2 OZZ

30 Figure 6b: ensemble des pr~z~f i 1 s discrets des d~~~r~nées sonde et Winkler de la stati- un en dérive I : I ' PROPPAC 2 station en déri w oxygbne en ml/l I 1 Winkler O Sonde m I I O O. i l ' O m m ; : : : O 1 m - a a L. l 8 O 1 : O i 1 O & 0 8 I I 4 : : O O O O! O m. B m I I I l 3 profondeur ( m)

31 Figure 7-3: dcirinées de la 5tat;ia:ln 11. Cursor at Bow: 1 Data Editor Maximum Rows: 12 Column: 1 Number of Cols: 6 Row PROF WI NK SONDE PREDS PBEDS PBEDS I - 1 I II 2 I I I I I I 14 1 I r 1 Length Type N N N N N N hltiple X-Y Plot (100 ml/l) station 11 ) 02 Winkler 02 sonde profondeur (mètres)

32 TT "O!+F+S (I/l"' OOT) apuos 20 Jns JaIlu!(i) 20 ap uoissaj698

33

34

35 Cursor at Row: 1 Data Editar Maximum Rows : 12 Calumn: 1 Number of Cols: 6 Row PROF WI NK SONDE PREDS PBEDS PREDS b d 1 I I I I I 8 I I I 11 I I 12 I I 13 1 I 14 l I Length Type N N N N N N hltiple X-Y Plot (100 ml/l> station Winkler profondeur ( mbtrer)

36 9EE ZEE 8ZE PZE ' 1 os* ': fi

37 OSE OEE OTE 062 OLZ OSZ I ~ - ~ ~ ~ ~ * OeE ~. ~ 091' - OSE 1 ozt J -ma 7 9 U 1 Ti - Of? Z O -OH - OLP

38 (3 6ap) aan~edaduaq J'OE 000 ' O?! 000' OI 000'0 I I I I O 'DOf - D 1 O ffl UI r- O 3 O 'OOE (1 ID n -' D fi 1 J: ' , 1

39 Cursor at Row: 1 Data Editor Maximum Rows: 12 Column: 1 Number of Cols: 6 Row PROF WI NK SONDE PREDS PREDS PREDS - Length Type N N N N N N a hltiple X-Y Plot (100 ml/l) station ) 02 Winkler Q 02 sonde * d * y c 4 -.* K % -\ \ \ \ \ \ \ \ l 1 I '7 profondeur (mètres)

40 ) *"OS zo OSE OEE OTE MZ OLZ OSE OTP OPP

41 OZ' L 09'1 ' eau +-

42

43 Cursor at Row: 1 Data Editor Maximum Rows: 12 Column: 1 Number of Cols: ' 6 Row PROF WI NK SONDE PQEDS PREDS PREDS b 1 I I I I I ,025 I I I 8 l I 9 I I 10 I 1 O I 11 I I 12 I I 4 I I r A Length Type N N N N N N d niltirle X-Y Plot (100 ml/l) station f I ml/ I ?, ---r* \ - b -, \ k\,rq, -a \ \ O \ \ \ \ O \ &ZHZ Z 'r c 1 I 1 profondeur (letres)

44 wuos ZO OSE OEE OIE 062 OLZ as2 OEZ OSP

45 Conclusion ~énérale. Au cours de ce stage j'ai d'abord appris à appréhender un problème, à établir une méthode pour obtenir des résultats sujets à interprétation. Je me suis familiarisé avec l'outil de travail qu'est le logiciel STATGRAPHICS, ainsi qu'avec le traitement de texte WORDSTAR 2000 qui m'a permis de présenter mon rapport. Je pense, en effectuant ce stage, avoir pris conscience de l'état d'esprit dans lequel on doit organiser son propre travail vis à vis des autres au sein d'un laboratoire de recherche. Il me faut encore apprendre à me débrouiller seul dans la mesure de mes capacités. Pour finir je dirai que la rencontre avec des chercheurs du bout du monde, qui aiment leur travail et en parlent avec passion, m'a été très profitable.

46

47 .,. I ,,; :.' "...- mi. Cr._.. kt,%::..j!.. -. I,..,