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A0A, prendre la pression

Auteur: Melvil

L’A-0-A (Figure 1) est un capteur de pression absolue équipé d’un système d’auto-calibration permettant de corriger sa dérive directement in situ. Grâce à cette méthode, il est possible d’estimer les mouvements verticaux du fond marin avec une très grande précision, pouvant atteindre l’ordre du millimètre dans des conditions favorables.

Figure 1. Récupération de l’A-0-A sur le site “couronne” (localisation sur la Figure 2). © Melvil

Le principe repose sur la mesure de la pression hydrostatique. Dans l’océan, la pression augmente presque linéairement avec la profondeur : c’est l’hypothèse hydrostatique, valable parce que l’océan est beaucoup plus étendu horizontalement que verticalement. Par exemple, une variation d’environ 1 dbar (décibar) correspond à 1 mètre d’eau. Après correction des signaux non géologiques, comme la marée, les variations résiduelles de pression permettent d’estimer les variations de hauteur du fond marin.

Cependant, les capteurs de pression quartz dérivent naturellement avec le temps, et cette dérive est du même ordre de grandeur que les signaux géodésiques recherchés (quelques mm à quelques cm par an). En temps normal, la dérive est évaluée après récupération de l’instrument, puis corrigée a posteriori. Cela peut toutefois limiter la précision des mesures à long terme.

L’A-0-A surmonte ce problème grâce à un système d’auto-calibration interne. Périodiquement, une vanne isole le capteur de la pression océanique (A) et le connecte à l’air contenu dans le boîtier, dont la pression absolue est d’environ 1 bar (0). Le capteur est alors brièvement exposé à cette pression de référence, mesurée précisément grâce à un baromètre interne. Les mesures “0” ainsi obtenues permettent de suivre et de corriger la dérive du capteur au cours du déploiement, et donc d’ajuster les mesures de pression “A” en profondeur. Cette technique, directement inspirée de la méthode métrologique 0-A-0, a montré en laboratoire et en mer qu’elle permettait de ramener la dérive résiduelle à quelques parties par million de la pleine échelle, soit typiquement une stabilité de l’ordre du millimètre par an.

Cet avantage est la raison pour laquelle l’A-0-A a été intégré aux campagnes MAYOBS à partir de MAYOBS15. Deux instruments sont utilisés (Figure 2): l’un positionné dans la zone dite “couronne” (A0A_cour), située au-dessus d’une des chambres magmatiques, et l’autre déployé plus à distance (A0A_ef) pour servir de référence. La comparaison des signaux des deux capteurs permet d’isoler une éventuelle déformation locale du fond marin, potentiellement liée à une vidange ou un réajustement de la chambre magmatique.

Figure 2. Localisation des opérations de mouillages et de prélèvements de la campagne MD248–MAYOBS33. Cadre rouge = site du Fer à Cheval.
© REVOSIMA

Lors de la campagne MAYOBS33, les deux A-0-A ont été récupérés puis redéployés. Les analyses préliminaires ne montrent pas de déformation significative du fond marin dans la zone instrumentée. Des études plus poussées seront menées après la campagne pour confirmer ou non ces résultats.

Sources :

Note finale sur la Campagne océanographique de surveillance MD248-MAYOBS33 (PDF, en français, Equipe scientifique, 4.02 Mo)
Note technique décrivant la méthode de calibration pour éliminer la dérive de l’instrument (PDF, en anglais, Société Paroscientific, Etats-Unis, 388 Ko)
Page Web de l’ObservaTerre, sur le site de l’infrastructure de recherche nationale EPOS-France, intitulée: Etudier un volcan sous-marin à Mayotte

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