Institut Méditerranéen d’Océanologie
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Une mission sud-Baléares pour le glider SeaExplorer (Sea003) du MIO

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Cette opération fait partie du projet BIOSWOT financé par le CNES (responsable F.d’Ovidio) et piloté au MIO par l’axe Transverse COUPLAGE (responsables A.Doglioli et G.Grégori), dont l’un des objectifs est de déterminer l’impact des structures sub-meso échelle sur la biologie et la chimie de la Méditerranée. Elle fait l’objet d’une collaboration internationale avec l’Espagne SOCIB, le Canada MPO et la France (LOCEAN, SHOM).

Mercredi 15 Mai le glider SeaExplorer du MIO (SEA003) a été récupéré à bord du N/O Garcia del Cid par l’équipe espagnole du SOCIB (Palma de Majorque) après 12 jours de mer dans la zone sud-Baléares (Fig. 1a). SEA003 a été déployé en tandem du glider slocum espagnol SDEEP00 (Fig. 1b), le long d’un tracé parallèle au tracé du satellite Sentinnel3 (Fig. 1c).

1a 1b 1c

Au MIO ce déploiement représente l’aboutissement du transfert de la technologie glider, entamé il y a un an, depuis le constructeur (ALSEAMAR) vers le SAM (Ch. Grenz, Nagib Bhairy, Dorian Guillemain). Le système de pilotage par communication satellite (Iridium) depuis nos installations à Luminy via une interface Web est maintenant opérationnel. La supervision efficace de Nagib Bhairy a permis d’acquérir lors de cette campagne de 12 jours, en temps quasi-réel les données en 2D sur un transect d’environ 250 km de long, visité 2.5 fois (Fig. 2a).

2a 2b 2c
Figure 1 : Glider SeaExplorer du MIO (Sea003, product Alseamar Cie) a), Trajet du glider b), Données en counts enregistrées par le capteur UV1-V1 (protein-like) c) et par le capteur UV2-V1 (humic-like) d).
*Données brutes non traitées

Un autre point fort concerne le déploiement de capteurs optiques d’intérêt par l’équipe de chimie (M. Goutx, M. Tedetti) et leur utilisation pour décrire et comprendre la dynamique de la matière organique dissoute en mer. Peu de techniques sont actuellement capables d’explorer la nature de la matrice organique dissoute dans les océans.
Or la compréhension du fonctionnement biogéochimique de la Méditerranée nécessite des enregistrements à haute fréquence des descripteurs de la DOM (Dissolved Organic Matter). Les propriétés optiques de la DOM permettent d’en caractériser les sources et les transformations, et peuvent être enregistrées à haute fréquence (Zielinski et al. 2009). Dans ce but, des chercheurs de l’équipe de Chimie Environnementale du MIO ont développé un prototype de fluoromètre submersible miniaturisé pour la détection continue de composés aromatiques fluorescents (Tedetti et al., 2013). Le MiniFluo-UV (MFL-UV) est un nouveau capteur optique compatible avec le glider SeaExplorer (Alseamar Cie, Meyreuil, France) pour la mesure de la matière organique dissoute (DOM) dans les eaux naturelles (Cyr et al. 2017). Le capteur comprend deux canaux optiques. Son fonctionnement est basé sur une excitation de l’échantillon par leds UV, et une détection de l’émission de fluorescence de la DOM par des photodiodes. Les MFL sont ajustés pour cibler les fluorophores d’intérêt. Le MiniFluo-UV1 cible les formes de type tryptophane (λex / λEm : 275/340 nm) et celles de type phénanthrène (λex / λEm : 255/360 nm). Alors que le tryptophane (un acide aminé présumé être un sous-produit de l’activité biologique) est naturellement présent dans l’océan, le phénanthrène (un hydrocarbure aromatique polycyclique) est principalement introduit dans l’environnement par les activités humaines. Le MiniFluo-UV2 cible la fluorescence de type humique (λEx / λEm : 270/380 nm) et la fluorescence de type Fluorène (λEx / λEm : 260/315 nm), un hydrocarbure aromatique polycyclique couramment trouvé dans la fraction soluble dans l’eau des pétroles.
Pour la première fois, lors de la campagne SWOT, le glider a été équipé de ces deux capteurs MiniFluo UV1 et UV2 en plus de capteurs traditionnels, triplet wetlabs (Chla, CDOM et BB) et sonde GPCTD. Le déploiement de ce planeur, a été coordonné par Frédéric Cyr, post doc NEXOS/MIO en 2016, venu à Majorque depuis St John’s (Canada) pour cette mission. Cinq fluorophores (incluant le CDOM) ont été détectés simultanément (exemples Fig. 2 b, c). Ce déploiement constitue une opportunité unique de révéler de nouvelles caractéristiques de la dynamique de la DOM en Méditerranée et de comprendre le rôle des structures physiques à fine échelle spatiale dans cette dynamique.

Citations
Cyr, F., Tedetti, M., Besson, F., Beguery, L., Doglioli, A., Petrenko, A. and Goutx, M. (2017) A new glider-compatible optical sensor for dissolved organic matter measurements : test case in the NW Mediterranean Sea, Frontiers, 4 (89).
Tedetti, M., Joffre, P., Goutx, M. (2013). Development of a field-portable fluorometer based on deep-ultraviolet LEDs for the detection of phenanthrene- and tryptophan-like compounds in natural waters. Sensors and Actuators B, Chemical, 182, 416-423.
Zielinski, O., Busch, J. A., Cembella, A. D., Daly, K. L., Engelbrektsson, J., Hannides, A. K., Schmidt, H. (2009) : Detecting marine hazardous substances and organisms : sensors for pollutants, toxins, and pathogens, Ocean Science, 5, pp 329– 349.