Expédition polaire Canada-Suède 2016

Bienvenue au blogue de l'Expédition polaire Canada-Suède 2016!

Le blogue traite des importantes recherches scientifiques menées à bord du NGCC Louis S. St-Laurent, ainsi que de la vie quotidienne à bord de ce brise-glace de la Garde côtière canadienne durant l'Expédition polaire Canada-Suède 2016.

Des chercheurs canadiens recueillent les données nécessaires à la préparation de la demande relative au plateau continental étendu que le Canada présentera à la Commission des limites du plateau continental en vertu de la Convention des Nations Unies sur le droit de la mer. Le levé s'est déroulé du 5 août au 18 septembre 2016.

  1. Faites connaissance avec Émilie Hébert-Houle, enseignante en mer!
  2. Ce bon vieux mal de mer
  3. Rendez vous avec le brise glace suédois Oden – Pourquoi une expédition à deux navires?
  4. Les programmes de recherche du NGCC Louis S. St-Laurent
  5. Fin de semaine entre l’hélicoptère, les ours polaires et la rosette
  6. Raffi Kuyumjian – Des vaisseaux spatiaux aux brise glaces
  7. Frénésie au pôle Nord
  8. Notre bateau s’éloigne du sommet du monde – retour des opérations 24 heures sur 24, 7 jours par semaine!
  9. Visite des laboratoires de géophysique
  10. Tour d’horizon du laboratoire : bureau d’observation des glaces
  11. Tour d’horizon des laboratoires : les laboratoires d’océanographie
  12. Il était une rosette…pirouette, cacahuète...
  13. Tour d’horizon du laboratoire d’hydrographie
  14. Naviguer sur l’océan Arctique
  15. L’océan Arctique
  16. Fin de l’Expédition polaire Canada Suède 2016

Faites connaissance avec Émilie Hébert-Houle, enseignante en mer!

Émilie Hébert-HouleJe m’appelle Émilie Hébert-Houle et j’ai été embauchée comme enseignante en mer pour la plus récente, mais non la moindre, expédition du Programme du plateau continental étendu du Canada qui vise à déterminer les limites du plateau continental étendu dans l’océan Arctique.

En vertu de la Convention des Nations Unies sur le droit de la mer (UNCLOS) que le Canada a ratifiée en 2003, nous avons l’obligation de définir les limites extérieures de notre plateau continental. En 2013, le Canada a présenté les coordonnées des limites extérieures de son plateau dans l’océan Atlantique, et nous entamons maintenant les dernières études visant à définir celles dans l’océan Arctique.

Au cours des 47 prochains jours, mon rôle d’enseignante en mer sera d’informer les Canadiens des importantes recherches scientifiques menées sur le NGCC Louis S. St-Laurent et sur l’Oden, le brise-glace suédois qui nous accompagne, ainsi que de décrire la vie quotidienne à bord d'un brise-glace de la Garde côtière canadienne. C’est une aventure qui me fascine particulièrement puisque je n’avais encore jamais mis le pied dans un tel navire!  

À vrai dire, cette expédition sera ma deuxième visite en région polaire. En 2009, j’ai participé comme étudiante à une expédition en Antarctique organisée par Students on Ice (SOI), une organisation ayant le mandat de mieux faire connaître aux jeunes les régions polaires. C’est d'ailleurs par l’entremise de SOI que j’ai eu vent de l’incroyable occasion d’être choisie comme enseignante en mer.

J’ai une formation en sciences de l’environnement et en géographie physique. Depuis 2009, j’ai fait des séjours à Nunavik pour y travailler, y étudier ou y mener des recherches. Grâce au Centre d’études nordiques et au conseil scolaire Kativik, j’ai pu fouler le territoire inuit à maintes reprises pour  participer à divers projets de recherches en sciences environnementales et sociales ou pour enseigner l’éducation physique et la science de l’environnement. J’ai également été naturaliste à Explos-Nature, une organisation de la Côte-Nord du Québec qui organise des camps sur la biologie marine pour les jeunes. Je suis maintenant étudiante de cycle supérieur à l’Université du Québec, où mes travaux portent sur la sensibilisation du grand public au domaine de la recherche en environnement, le tout axé en particulier sur le contexte autochtone.   

Forte de ces expériences, j’accueille à bras ouverts l’occasion de faire ce que j’aime le plus, soit continuer à apprendre comment mieux comprendre notre environnement et transmettre ces connaissances aux jeunes et moins jeunes!

J’espère que je saurai capter votre attention au cours des 47 prochains jours et vous faire vivre cette expérience unique alors que nous voguerons dans l’océan Arctique. Pour tout dire, je suis déjà à bord du navire, ancré au port de Tromsø, en Norvège. J’ai rencontré l’équipage ainsi que l’équipe scientifique qui m’en apprend déjà beaucoup sur les projets de recherche qui seront menés. Ils sont tellement intéressants que l'idée de vous en faire le récit me démange déjà les doigts!

N’hésitez pas à me faire parvenir vos questions. Elles me seront transmises à bord du NGCC Louis S. St-Laurent et je tenterai d’y répondre dans mes billets. Vous pouvez également me suivre sur Twitter @emiliehchoue.

À très bientôt!

Ém ilie

CCGS Louis S. St-Laurent

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Ce bon vieux mal de mer

L’escale du CCGS Louis S. St-Laurent en Norvège nous a permis de profiter des charmes de Tromsø. À pied, en autobus ou en taxi, les membres de l’équipage et de l’équipe scientifique ont visité le centre-ville, ses boutiques et cafés, les centres commerciaux environnants et les attractions touristiques; gondoles, église, musée, tout en s’émerveillant devant l’architecture locale.

Lundi étant notre dernière chance de nous dégourdir les jambes à terre, de profiter d’Internet et de savourer un bon espresso avant le début de la campagne en mer d'une durée de sept semaines, le navire s’est vidé de son monde une dernière fois, puis à 16 h, tous étaient de retour, en préparation pour le départ de 18 h.

Nous avons quitté le quai à 18 h pile, sans grande cérémonie, autre que le son de la sirène du bateau. Les nombreuses méduses à fleur d’eau se sont fait brasser dans les remous quand le navire a commencé à s'éloigner tandis que les marins et les scientifiques sortaient sur le pont armés de leur cellulaire et caméra de tous formats à la main. La première heure a passé si vite! Sous un ciel nuageux avec éclaircies, la majesté du fjord, ses falaises, les montagnes et glaciers, et les petits villages et fermettes au bord de l’eau qui se sont mis à défiler doucement.

Vers 23 h, les derniers guerriers sur le pont ont assisté à l’arrivée en mer de Norvège, sous l’émouvant coucher de soleil. Celui-ci s’est caché quelques heures sous l’horizon pour remonter plus tard avec le vent et les vagues qui augmentaient d'intensité.

Car oui, vers 3 h, nous avons pénétré dans un système dépressionnaire, pas en plein dedans, juste sur le pourtour, mais c’en fut assez pour réveiller presque tout le monde à bord. Certains, après de grosses vagues qui les ont littéralement soulevés de leur matelas (!), ont dû se lever pour apaiser leur conscience de chercheur, question de s’assurer que leur matériel n’était pas en train de virevolter ici et là dans le laboratoire. Personnellement, je n’ai pas dormi du reste de la nuit car les mouvements et les bruits du bateau m’ont gardée éveillée jusqu’au matin. Une fois audit matin, épuisée, j’ai réalisé qu’en essayant de me lever, un autre phénomène s'est manifesté : le mal de mer! Je suis donc restée couchée. Le dîner m’a tirée du lit, ça allait mieux. Puis, l’équipe Pêche et Océans Canada (MPO) de l’Institut des sciences de la mer de la Colombie-Britannique m’a enseigné le protocole de collecte des micro-plastiques dans l’eau de mer, une mission dont je serai chargée pendant l’expédition (détails dans un prochain billet). Suite à cette session d’échantillonnage, mon malaise a repris le dessus, alors direction : mon lit! J’y suis restée jusqu’au souper et un scénario similaire a suivi en soirée. Bref, belle première journée en mer pour moi, le mot du jour se résumerait à « étendue ».

Peut-être vous imaginez-vous une grosse tempête avec ce que je vous décris là. Il n’en est rien, ce mauvais temps n’a rien de très spécial, il est typique de l’Atlantique Nord; des vents entre 30 et 45 nœuds et des vagues de quelques pieds. « Au cœur de la dépression, vers l’Est, c’est vraiment mauvais, tu peux aller voir si tu veux» que les officiers m’ont dit. Bah, on va se garder ça pour plus tard ok? Reste que ce bon vieux CCGS Louis S. St-Laurent en a roulé un coup entre ces vagues de quelques pieds et a mis le c&# 339;ur des nouveaux et des plus habitués à l’épreuve en ce mardi 9 août 2016.

Panoramas
Haut: Lenangsbrenn et Strupbrenn. Centre: Île Nord-Fugløya. Bas: Storgalten, Tverrbakktind, Gamvikblåisen et l’île Vannøya.

Prochain billet : On rejoint les Suédois et leur brise-glace, l’Oden

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Rendez vous avec le brise glace suédois Oden – Pourquoi une expédition à deux navires?

Notre troisième jour en mer fut bien occupé. Alors que nous faisions des tests et des mesures d’instruments, nous avons rejoint l’Oden, un brise-glace suédois, dans la banquise. Son hélicoptère, qui se trouvait sur le NGCC Louis S. St-Laurent (LSSL) depuis Tromsø, est retourné sur l’Oden avec son pilote et son ingénieur suédois.

Mais pourquoi un brise-glace canadien part-il loin dans l’océan Arctique en compagnie d’un brise-glace suédois? En fait, c’est qu’un second brise-glace est nécessaire à notre expédition. L’Oden aidera le LSSL en ouvrant une large voie dans les glaces pour que nous puissions remorquer nos instruments scientifiques de façon sécuritaire. Ensemble, les deux robustes navires seront capables de briser les glaces les plus épaisses pour nous permettre de mener les recherches que nous devons entreprendre.

En plus de leur capacité de briser les glaces, il y a plusieurs avantages à compter deux navires lors d’une expédition polaire.

1. La sécurité est importante. Personne ne souhaite se retrouver seul au milieu des glaces en cas d’urgence. Les secours sont loin : un navire peut prendre plusieurs jours avant d’arriver.

2. Avec deux navires, nous avons la possibilité d’aller dans des secteurs où un seul ne pourrait pas. Deux navires peuvent mener leurs activités en alternance dans les régions très éloignées, où les glaces de plusieurs années sont épaisses.

3. Chaque navire apporte des capacités différentes au projet, et nous profitons des atouts particuliers de l’un et de l’autre. Nous profitons, par exemple, du pont arrière de l’Oden, qui ressemble à une énorme camionnette. Cette caractéristique facilite le dragage en profondeur des roches et le carottage de sédiments. Ces sédiments et ces roches contiennent des données utiles à nos scientifiques qui examinent la présentation du Canada au titre de la Convention sur le droit de la mer (UNCLOS), puisqu’elles pourraient contribuer à confirmer l’histoire géologique du pays. Parfois, l’Oden mesure aussi les vagues géophysiques réfractées par le sous-sol du fond marin.

4. En travaillant ensemble, nous pouvons mener plus de recherches et améliorer les connaissances générales sur l’océan Arctique. L’Oden dirige son propre programme scientifique, qui est complémentaire à celui du Canada et contribuer à ’augmenter la quantité de données scientifiques recueillies lors de l’expédition.

Comme le dit Mary-Lynn Dickson, scientifique en chef de l’expédition : « L’Arctique est le plus petit océan de la planète et certainement le moins étudié ». Les partenariats internationaux favorisent la collaboration scientifique et nous aident à comprendre les changements sans précédent qui surviennent dans l’océan Arctique.

Tout au long de l’expédition, nous devrons tirer le maximum de cette entreprise et recueillir le plus de données scientifiques possible. Se rendre dans l’océan Arctique est difficile et exige une grande planification. L’organisation du levé de cette année est en cours depuis 2014!

Alors nous y vo ici, les deux navires enfin réunis dans les eaux arctiques, prêts à entreprendre de grands projets scientifiques et humains. Dire que nous avons la chance d’explorer les frontières extérieures du Canada alors que commence le décompte des célébrations du 150e du Canada… quel sentiment incroyable!

Brise glace suédois Oden

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Les programmes de recherche du NGCC Louis S. St-Laurent

Le 12 août a été notre première journée complète de navigation dans la glace. Comme celle-ci n’est pas si compacte à ce moment-ci, quoique les deux navires soient restés pris à quelques reprises, nous progressons lentement, mais sûrement. En tout cas, l’été est bel et bien fini pour nous : une petite neige fine tombait en fin de journée. :)

Dans ce billet, je vous explique plus en détail quel est le programme de recherche mené sur le navire de la Garde côtière canadienne Louis S. St-Laurent (NGCC LSSL). C’est un peu plus aride comme blogue, mais avant de continuer à vous raconter ce qui se passe à bord, il est important de vous expliquer en quoi consistent les travaux des trois groupes scientifiques. Ces groupes sont distincts, bien que complémentaires, et il est facile de les confondre.

Donc, cette année, le NGCC LSSL accueille une équipe scientifique de 24 personnes provenant de trois ministères fédéraux (figure 1). L’équipe se divise en trois groupes qui ont chacun leur mission. Les groupes de géophysique et de bathymétrie collectent des données différentes, mais essentielles pour la demande à présenter à la Commission des limites du plateau continental des Nations Unies, tandis que le groupe d’océanographie profite de l’expédition pour collecter des données océanographiques sur les masses d’eau et courants de l’océan Arctique.

En bref, la Commission géologique du Canada (RNCan) s’occupe des couches géologiques du plancher océanique, le Service hydrographique canadien (ministère des Pêches et Océans) étudie le relief du plancher océanique et l’Institut des sciences de la mer (ministère des Pêches et Océans) tente d’améliorer notre compréhension de l’océanographie dans l’Arctique. Le tableau ci-dessous décrit l’objectif de recherche de chaque équipe, les principaux instruments utilisés et la façon dont ils sont utilisés, c.-à-d. les méthodes de collecte des données.

Programmes de recherche
 RNCan - CGCMPO - SHCMPO - ISM
Objectif Déterminer la composition et la profondeur de la couche sédimentaire afin de délimiter le plateau continental étendu Mesurer la profondeur de l’eau et déterminer le relief du fond marin pour pouvoir délimiter le plateau continental étendu. Amasser des données océanographiques en vue de déterminer le mouvement des masses d’eau des océans Pacifique et Atlantique dans l’océan Arctique.
Instruments

Sources sonores (très basses fréquences)

Récepteurs sonores (fil de 200 m remorqué par le navire)

Sonar (haute fréquence)

Rosette (CTD)

Sonde déployable (XCTD)

Échantillons d’eau de surface

Méthodes
  • Les instruments sont remorqués sous la glace par le navire.
  • Les ondes sonores sont projetées à travers la colonne d’eau jusqu’aux sédiments.
  • Une partie de l’énergie de ces ondes sonores est réfléchie par le plancher océanique et une partie pénètre sous le plancher océanique pour être réfléchie par diverses couches géologiques.
  • Les données sont interprétées pour déterminer quelles réflexions correspondent à des sédiments et lesquelles représentent le substrat rocheux.
  • On mesure ainsi l’épaisseur des couches de sédiments.
  • Le sonar est installé en permanence sous le navire.
  • Il envoie rapidement des impulsions sonores haute fréquence et enregistre leur écho lorsqu’elles sont réfléchies par le fond marin.
  • L’appareil calcule ensuite la profondeur en fonction du temps requis pour capter le retour de l’écho.
  • Grâce aux données obtenues, on peut créer une image détaillée de la topographie (relief) du plancher océanique.

CTD

  • La rosette, qui peut prendre 24 échantillons d’eau distincts, est descendue au fond de l’océan.
  • Lorsqu’elle remonte, un échantillon est pris à chaque couche importante dans la colonne d’eau.
  • Affichage de 7 propriétés de l’eau de mer en temps réel qui peuvent être enregistrées.

XCTD

  • Instrument jetable, il est déployé de l’arrière du bateau. Il coule vers le fond et un mini fil le relie au bateau, envoyant les données de salinité, température et profondeur.

Échantillons d’eau de surface

  • De l’eau de mer coule en continu dans le laboratoire.
  • Quelques fois par jour, de l’eau est embouteillée et traitée selon la propriété à observer.
Nécessaire pour UNCLOS? Oui Oui

Non

Mais d’une grande importance scientifique pour améliorer nos connaissances de l’océan Arctique.

Figure 1 Mission des groupes de l’équipe de recherche à bord du GSCC LSSL.

Cette équipe multidisciplinaire travaille ensemble depuis le début du programme en 2006. Chaque groupe est chargé de tâches précises essentielles à l’accomplissement de la mission scientifique globale que Mary-Lynn Dickson supervise. À bord, le rôle de Mary-Lynn est de coordonner les objectifs spécifiques et de travailler en collaboration avec le capitaine Anthony Potts, l’hydrographe en chef Paola Travaglini et tous les scientifiques à bord pour faire en sorte que la mission générale soit remplie au cours des six semaines en mer.

Le tout se place dans votre tête? Demain je vous présente le lieu de travail de mes collègues sur le bateau, car chacun a ses appartements aux quatre coins du navire (si un navire a des coins?). Pour l’instant, je file donner mon cours de yoga, le premier d’une série de 10 à bord du NGCC LSSL!

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Fin de semaine entre l’hélicoptère, les ours polaires et la rosette

Lors de la première fin de semaine à bord du NGCC L SSL (le St-Laurent), nous avons navigué vers nos sites d’échantillonnage géophysique. Depuis notre départ, les hydrographes amassent des données en continu et les océanographes prennent des mesures hebdomadaires au moyen de sondes déployables et prélèvent des échantillons d’eau de surface. Pendant ce temps, l’équipe de géophysique s’affaire à tout mettre en place et s’organise avant le début officiel des opérations de détection des couches géologiques. Le reste de l'équipage, pour sa part, s'active des cales au pont de navigation, pour nous mener à bon port et bien nous nourrir!

L’hélicoptère du St-Laurent a fait sa première sortie et a profité d’une activité scientifique de l’équipe de l’Oden sur la banquise pour aller faire un tour chez notre voisin et y chercher des visiteurs! Thomas, un géophysicien allemand qui a navigué sur le St-Laurent l’an dernier et Per, un géologue suédois, sont venus coordonner les activités scientifiques entre les deux navires. Je vous jure que ça fait de l’effet de voir de nouveaux visages en plein océan Arctique, même si nous sommes en mer depuis quelques jours… les humains, ici on le ressent bien, sont une espèce grégaire :)

À cet effet, si les premières soirées ont semblé longues et solitaires, grâce aux 2e et 3e officiers de pont, quelques activités sociales ont été arrangées et nous nous sentons bien entourés! Aussi, j’ai vu un bel ours polaire, juvénile aux dires des observateurs de mammifères marins à bord. Mon premier à vie! Quelle force, quelle agilité et quel privilège on a de pouvoir les observer dans leur habitat naturel. Lors d'une expédition antérieure, l’équipage en a vu 22 en une seule journée… Il faut dire qu’ils étaient plus près du continent. Ici, ce sont seulement de jeunes curieux qui s’aventurent près de nous. « Les ours matures sont trop intelligents pour se rendre si loin… », a dit Nelson Ruben (observateur de mammifères marins).

Notre première observation d’ours polaire!

Notre première observation d’ours polaire!

La fin de semaine s’est terminée avec la mise à l'eau d'une rosette d’échantillonnage d’eau. Celle-ci a commencé sa descente à 00 h 30 et elle a fini par atteindre 4342 mètres de profondeur!  Deux océanographes et quelques matelots sont restés à l’affût jusqu’à 4 h, heure où la rosette a été remontée sur le pont. Les océanographes ont ensuite terminé leur quart de travail à 5 h 30, avec la mise en pots de tous les échantillons d’eau de mer.

Mise à l’eau d’une rosette d’échantillonnage d’eau

Mise à l’eau d’une rosette d’échantillonnage d’eau

Demain, je vous  démystifierai la rosette. Cet appareil me fascine et je n’arrête pas d’en parler! À bientôt!

 

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Raffi Kuyumjian – Des vaisseaux spatiaux aux brise glaces

Collaboration spéciale de Raffi Kuyumjian, médecin à bord du NGCC Louis S. St‑Laurent pour l’expédition polaire Canada‑Suède 2016

Enfant, j’ai toujours été fasciné et inspiré par l’exploration et l’espace. Je lisais des histoires sur Amundsen, Cousteau, Hillary, Armstrong, Picard et beaucoup d’autres. Je suis né après le premier atterrissage sur la Lune, je n’ai donc aucun souvenirs des atterrissages sur la Lune pendant qu’ils se produisaient au début des années s oixante‑dix. Cependant, je me souviens d’avoir vu des photos de la Terre prises dans l’espace, du côté éloigné de la Lune (le Lever de Terre), d’avoir lu une histoire de Tintin qui allait sur la Lune, d’avoir regardé Star Trek et Cosmos 1999 à la télévision… tout en rêvant de devenir un astronaute et d’aller un jour dans l’espace!

Au Mission Control Centre de la National Aeronautics and Space Administration (NASA)

Au Mission Control Centre de la National Aeronautics and Space Administration (NASA)

Je m’appelle Raffi Kuyumjian et je suis médecin à bord du NGCC Louis S. St‑Laurent pour l’expédition polaire Canada‑Suède 2016. J’ai fait mes études en ingénierie et en médecine. Pendant mes premières années en médecine, j’étais médecin de famille et urgentologue dans des collectivités éloignées et isolées dans la région de la Basse‑Côte‑Nord au Québec. Pendant plus d’une décennie, j’ai travaillé dans le domaine de la médecine spatiale, en particulier comme médecin de vol à l’Agence spatiale européenne (ASE) et à l’Agence spatiale canadienne (ASC).

Un médecin de vol est un médecin responsable des soins médicaux des aviateurs et des astronautes. Le terme utilisé en anglais « flight surgeon » est un terme historique utilisé dans les débuts de l’aviation; les médecins de vol ou « flight surgeons » ne sont pas nécessairement des chirurgiens (« surgeons » en anglais) de nos jours.

À l’école, je réussissais bien en mathématiques et en sciences. J’ai donc été attiré par l’ingénierie et, par la suite, la médecine. Pendant mes études en médecine, je suis tombé par hasard sur une discipline appelée médecine spatiale et sur une occasion pour des étudiants en médecine de suivre un cours optionnel d’un mois au Kennedy Space Center (KSC) de la NASA à cap Canaveral, en Floride. Je me suis dit : « Quelle occasion extraordinaire! ». Le programme spatial me semblait l’occasion idéale de mettre en pratique mes connaissances en médecine et de domaines techniques.

Avec l’astronaute canadien Chris Hadfield

Avec l’astronaute canadien Chris Hadfield

Après une année remplie de défis, l’un étant que la NASA n’acceptait que les citoyens américains, j’ai eu la chance d’être accepté dans le programme. Lorsque je suis arrivé au KSC, je me suis senti comme un enfant dans un magasin de bonbons : c’était là qu’étaient lancées les fusées et les navettes spatiales de la NASA, y compris les fusées qui allaient sur la Lune! Je n’aurais jamais imaginé qu’un jour je travaillerais pour le programme spatial. Cela semblait si inaccessible, en particulier pour un Canadien. Parfois, la chance tourne, et, plusieurs années plus tard, je suis déménagé à Cologne, en Allemagne, pour travailler à l’ASE.

J’ai eu ma première affectation en tant que médecin de vol à l’ASE en 2006, où je devais fournir du soutien médical au premier astronaute suédois, Christer Fuglesang, qui montait à bord de la navette spatiale de la mission STS‑116. J’ai de précieux souvenirs de cette mission, étant donné que j’y ai vécu beaucoup de premières expériences : être témoin de mon premier lancement de navette – un événement très spectaculaire dans tous les sens du terme – travailler pour la première fois au Mission Control Center à Houston (et non, nous n’avions pas de problème!) et être témoin de mon premier atterrissage et rétablissement d’un équipage au KSC.

Quelle occasion et quelle chance exceptionnelles, une décennie plus tard, de t ravailler comme médecin à bord d’un navire de la Garde côtière canadienne qui prend part à une expédition scientifique Canada‑Suède dans l’Arctique! L’éloignement, l’isolement et l’environnement extrême de cette expédition rappellent les conditions dans lesquelles vivent et travaillent les astronautes à la Station spatiale internationale de nos jours.

Au pôle Nord, le 21 août, 2016

Au pôle Nord, le 21 août, 2016

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Frénésie au pôle Nord

Je me suis rendu compte qu’il est presque impossible de planifier un calendrier serré à bord d’un navire. C’est aussi le cas dans le Nord, où la planification des événements peut être soudainement désorganisée en l’espace d’une seconde si quelque chose se produit dans la collectivité. Et il en est encore de même pour le travail de terrain : on peut disposer d’un plan solide, mais si le temps est brumeux, l’hélicoptère ne décollera pas.

Alors comme c’est à bord d’un navire que nous menons des études scientifiques dans le Nord, laissez-moi vous dire qu’il faut être prêt à s’adapter à toute éventualité. On peut être en attente pendant plusieurs heures et devoir ensuite se précipiter pour agir MAINTENANT!

C’est la façon dont nous avons vécu notre arrivée au pôle Nord. Étant donné qu’aucune préparation, si minutieuse soit-elle, pouvait nous garantir à quel moment nous arriverions, nous nous perdions en conjectures!

Au bout du compte, il s’est avéré que nous serions en avance plutôt qu’en retard! Nous nous sommes donc dépêchés à décorer nos gobelets en polystyrène, ainsi qu’à préparer les flèches de signalisation de nos villes respectives et tous les autres petits cadeaux et idées que nous avions en tête pour nos amis, notre famille et nous-mêmes. De nombreuses personnes à bord avaient déjà foulé le sol du Pôle Nord auparavant. Ils avaient donc l’habitude de se préparer au grand événement. Étant donné qu’il s’agissait de ma première visite, j’étais plutôt nerveuse!

Dimanche est finalement arrivé. Au milieu de la matinée, on annonçait via l’interphone du navire « Une heure avant notre arrivée au pôle Nord. », puis « Trente minutes avant notre arrivée au pôle Nord. » et, enfin, « Nous sommes au sommet du monde! », alors que le clairon du navire s’est mis à retentir pour annoncer notre arrivée. Alors que avons navigué trois fois autour du monde pour trouver de la glace dure, les quais se sont remplis de personnes joyeuses revêtues d’habits colorés pour l’occasion, démontrant la fierté de leur pays, de leur province ou de leur ville, et portant leurs petites flèches! Afin de soulever encore plus l’enthousiasme de la foule, un nouveau passager s’est mis à déambuler autour du navire... c’était le père Noël en personne!

Les gens ont été accueillis au Pôle Nord par le Père Noël et sa boîte aux lettres

Les gens ont été accueillis au Pôle Nord par le Père Noël et sa boîte aux lettres

Après le dîner, les gens ont commencé à quitter l’Oden pour s’aventurer sur la glace. Le NGCC  Louis S. St-Laurent était coincé sur une banquise à quelques centaines de mètres derrière l’Oden. Notre équipe s’est engagée sur la glace peu de temps après.

Mary-Lynn Dickson, scientifique en chef de l’Expédition polaire Canada-Suède et le capitaine Anthony Potts du NGCC Louis S. St-Laurent se saluent chaleureusement dans un pôle Nord glacial!

Mary-Lynn Dickson, scientifique en chef de l’Expédition polaire Canada-Suède et le capitaine Anthony Potts du NGCC Louis S. St-Laurent se saluent chaleureusement dans un pôle Nord glacial!

Nous avons été accueillis au pôle Nord (marqué par un véritable pôle sur la glace) par le père Noël et sa boîte aux lettres. La zone désignée était bondée de personnes qui prenaient des photos et qui s’amusaient, alors que le flanc du navire arborait une bannière soulignant le 150e anniversaire de la Confédération au Canada.

L’équipe du NGCC Louis S.St-Laurent souligne le 150e anniversaire de la Confédération au Canada au pôle Nord

L’équipe du NGCC Louis S.St-Laurent souligne le 150e anniversaire de la Confédération au Canada au pôle Nord

Plusieurs groupes se sont rassemblés sous la bannière afin d’immortaliser leur passage au sommet du monde en prenant de nombreuses photos sous un ciel gris, entourés de neige blanche et d’un vent froid qui faisait rougir les joues!

Les flèches que nous avons décorées avec le nom de notre ville et sa distance du pôle Nord

Les flèches que nous avons décorées avec le nom de notre ville et sa distance du pôle Nord

Afin de rendre la chose officielle, j’ai obtenu un timbre et mon certificat -- preuve que je m’étais rendue au pôle Nord! :)

J’ai obtenu mon certificat – preuve que je me suis rendue au Pôle Nord!

J’ai obtenu mon certificat – preuve que je me suis rendue au Pôle Nord!

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Notre bateau s’éloigne du sommet du monde – retour des opérations 24 heures sur 24, 7 jours par semaine!

Le Programme du plateau continental étendu du Canada a été établi en 2006 afin de cartographier l’océan.  Depuis, une énorme quantité de données géophysiques et bathymétriques ont été recueillies et traitées afin de tracer les limites extérieures du plateau continental étendu du Canada dans les océans Atlantique et Arctique.

Tout ce travail est nécessaire pour préparer les soumissions du Canada déposées auprès de la Commission des limites du plateau continental des Nations Unies (UNCLOS). La soumission pour l’océan Atlantique a été présentée en 2013, et une soumission pour l’océan Arctique est en cours d’élaboration.

Dans unblogue précédent, je vous ai expliqué le programme de recherche mené sur le NGCC Louis S. St-Laurent (LSSL). Ma publication d’aujourd’hui est la première d’une série de blogues visant à décrire les laboratoires et les autres zones du navire qui sont le lieu d’activités scientifiques.

À compter d’aujourd’hui, je passerai une journée avec chaque équipe qui se trouve à bord et ferai un compte rendu de leur recherche. Il s’agit d’une entreprise scientifique vraiment impressionnante. Bon nombre des scientifiques présents sur le navire participent à cette entreprise d epuis le début. Imaginez combien de temps ils ont passé dans ces laboratoires depuis 2006! Imaginez la quantité de données qui ont été recueillies et ramenées sur la terre ferme afin d’y être traitées et analysées! Il faut passer du temps dans leurs laboratoires pour vraiment comprendre leur travail, alors je ferai de mon mieux pour vous faire sentir comme si vous y étiez.

Cette vue de profil du LSSL vous donnera une bonne idée des zones du navire où ont lieu les activités scientifiques. Les couleurs représentent les trois domaines scientifiques qui sont étudiés à bord, ainsi que l’observateur des glaces, dont l’expertise scientifique est essentielle à la mission.

Profil du LSSL

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La vie en mer – mise à jour

Sur le navire, le moral est très bon alors que nous nous éloignons du sommet du monde. Les horaires 24 heures sur 24, 7 jours par semaines reprendront peu de temps après les célébrations, et nous avons regagné notre place derrière le brise-glace suédois Oden après avoir brisé la glace pour atteindre le pôle Nord. Le navire se déplace à 3,5 nœuds, pour nous permettre de remorquer l’équipement géophysique.

Hier, nous avions tous une bonne raison de célébrer. Un sismomètre Taurus -- qui sert à mesurer la réfraction, ou la courbure, des ondes sonores à mesure qu’elles traversent diverses couches de la croûte terrestre sous l’océan -- avait été installé sur la glace une semaine auparavant. En plus d’enregistrer les données, l’instrument envoie par courriel sa position géographique au navire toutes les trois heures -- ce qui est absolument nécessaire, car la glace ne cesse de dériver. En fait, la glace sur laquelle l’instrument avait été placé a dérivée d’environ 40 km en seulement quelques jours! Même avec la technologie du GPS, il peut être difficile de retrouver un endroit dans l’Arctique : le premier vol visant à repérer l’instrument n’a pas été concluant. Mais nous l’avons finalement localisé hier. Repérer un petit point noir au beau milieu de nulle part, c’est comme chercher une aiguille dans un banc de neige, et lorsque l’on est sur un navire en plein milieu de l’océan Arctique, tous les points de données comptent!

Figure 1. Le chercheur John Shimeld récupère la station Taurus.

Figure 1. Le chercheur John Shimeld récupère la station Taurus.

Figure 2. Le parcours de l’appareil Taurus lors de sa dérive sur la glace. Carte fournie par Walli Rainey.

Figure 2. Le parcours de l’appareil Taurus lors de sa dérive sur la glace. Carte fournie par Walli Rainey.

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Visite des laboratoires de géophysique

Je suis devenu un loup de mer maintenant. Même si le navire tangue, j’écris ce blogue en me détendant dans le salon et en regardant le soleil se lever au-dessus de l’horizon. (Plus vous êtes près de la proue ou de la poupe, plus le navire semble bouger d’un bord à l’autre.) C’est un moment délectable, croyez-moi, car après plusieurs journées sans nuit, laissez-moi vous dire qu’il fait bon retrouver le rythme solaire! Dans ce blogue, je décrirai les installations de géophysique sur le NGCC Louis S. St-Laurent.

Le Service hydrographique du Canada est chargé de fournir des données bathymétriques pour déterminer le relief du plancher océanique. Son partenaire scientifique dans le cadre du programme canadien UNCLOS est la Commission géologique du Canada (CGC), qui fait partie de Ressources naturelles Canada. La CGC est chargée de produire des images géophysiques à haute résolution de la composition du sous-sol marin. Ces données bathymétriques et géophysiques sont essentielles pour établir le dossier que le Canada compte présenter à la Convention des Nations Unies sur le droit de la mer (UNCLOS).

En 2006, lorsque le programme canadien UNCLOS a été lancé, l’équipe de la CGC à l’Institut océanographique de Bedford, à Dartmouth (Nouvelle-Écosse), a reçu le mandat de concevoir et de construire, pour le NGCC Louis S. St-Laurent, un équipement pouvant résister aux conditions de remorquage sous la glace épaisse dans l’océan Arctique. L’équipement devait également pouvoir transmettre des signaux acoustiques pour sonder des sédiments sur plusieurs milliers de mètres d’épaisseur, à des milliers de mètres d’eau sous un navire en mouvement, puis recevoir les échos de ces signaux et les acheminer aux ordinateurs du navire. À l’époque, il y avait eu très peu de tentatives pour faire ce type de recherche scientifique dans les eaux couvertes de glace et, bien entendu, ce type d’équipement n’existait pas dans le commerce. Il a donc fallu tout concevoir, construire et tester.

Grâce à l’expertise de Borden Chapman et de son équipe Geoforce, le Louis S. St-Laurent a été transformé en un laboratoire flottant de recherche en géophysique. Au cours des 10 dernières années, des améliorations et des ajustements ont constamment été apportés à l’équipement et aux installations. Suivez le guide.

L’équipe Geoforce

L'équipe Geoforce

Pont du niveau 500 : Le pont arrière et le laboratoire de géophysique

Le pont arrière : le chevalet, les traîneaux à pistolet, le panneau de contrôle de la pression de l’air et les flûtes sismiques

Le pont arrière : le chevalet, les traîneaux à pistolet, le panneau de contrôle de la pression de l’air et les flûtes sismiques

Vue rapprochée des flûtes sismiques

Vue rapprochée des flûtes sismiques

La poupe du navire a été modifiée pour permettre le remorquage sécuritaire de l’équipement géophysique derrière le navire.

Grâce au chevalet installé en 2008, il est possible de remorquer l’équipement derrière le navire à environ 11 mètres sous l’eau. Deux traîneaux sont placés sous le chevalet sur des supports, et les flûtes sismiques qui mesurent les échos acoustiques des sédiments sont enroulées sur de grands dévidoirs sur le pont arrière. Un panneau de distribution de l’air, installé dans une armoire chauffée à bâbord, permet de contrôler la pression d’air envoyée à chaque pistolet sur le traîneau. Les échos réfléchis par les sédiments permettent de construire des images à haute résolution des sédiments sous le plancher océanique.

Le laboratoire de géophysique

Le laboratoire de géophysique

Le laboratoire de géophysique se trouve à l’intérieur du navire, sous le pont. Ce petit local est le centre nerveux des travaux de recherche scientifique qui sont réalisés sur le navire. Les murs sont tapissés d’écrans d’ordinateur qui affichent en temps réel les données géophysiques et les données du sous-sol recueillies à mesure que le navire se déplace à travers la glace. Les ordinateurs stockent les données reçues, afin que les scientifiques puissent les analyser de retour à l’Institut océanographique de Bedford. De plus, les ordinateurs affichent et enregistrent les données de navigation du navire. L’équipe sait donc exactement où le navire se trouve le long d’un transect. Ils affichent aussi les données de réfraction envoyées au navire par les bouées acoustiques qui sont déployées par l’équipe. Dans le laboratoire, les écrans affichent les flux vidéo en direct provenant de la proue et de la poupe du navire, ce qui permet au personnel de surveiller les conditions des glaces pendant le remorquage de l’équipement.

Pont du niveau 400 : La salle de conférence

Au milieu du navire, on trouve sur le pont supérieur du niveau 400 deux pièces pourvues de tables et d’autres ordinateurs. La pièce du côté bâbord est la salle de conférence, où se trouvent les bureaux de travail. C’est là où travaillent Wally, une spécialiste SIG du programme UNCLOS et gestionnaire de la base de données, Kai, un assistant de recherche de la CGC, Ken, un agent des affaires étrangères avec Affaires mondiales Canada, et moi-même, enseignante en mer! C’est ici que se tiennent les réunions scientifiques où on discute des plans de recherche et on fait le point sur les relevés. À tout moment de la journée les discussions vont bon train sur divers sujets scientifiques.

La salle de conférence

La salle de conférence

Pont du niveau 300

John, géophysicien de la CGC, traite les données géophysiques enregistrées chaque jour dans cette pièce du niveau 300. Il s’assure que la qualité des données ne présente aucun problème et il conseille le directeur scientifique au sujet de la collecte de données géophysiques, afin que les objectifs du relevé soient atteints.

Pont du niveau 200

Deux pièces d’équipement de grandes dimensions sont situées sur les côtés bâbord et tribord du pont du niveau 200 : les compresseurs d’air. Un conteneur de compresseur d’air a été installé en 2006, et un deuxième en 2010. Lorsque les données géophysiques sont recueillies, un technicien se tient près de chaque conteneur qui produit l’air comprimé. Cet air comprimé est nécessaire pour envoyer des ondes acoustiques à travers la colonne d’eau et jusqu’aux sédiments du substratum, ce qui produit des échos. Il faut une pression d’environ 2 000 lb/po2 pour chaque salve. À titre de comparaison, la pression exercée par l’atmosphère est de 14 lb/po2, la pression d’un pneu gonflé est de 30 à 40 lb/po2, et la pression dans une bouteille de plongée autonome est de 4 000 lb/po2. Chaque salve acoustique équivaut donc à une demi-bouteille de plongée autonome!

On trouve aussi à bord du navire un conteneur qui sert d’atelier de mécanique et de menuiserie pour tous les besoins de l’équipe de géophysique, par exemple lorsque des réparations sont nécessaires.

 

Vue du conteneur du compresseur, depuis le pont du niveau 300

Vue du conteneur du compresseur, depuis le pont du niveau 300

 

Vue avant du compresseur de travail

Vue avant du compresseur de travail

 

Moteur diesel

Moteur diesel

 

Bouteille contenant l’air comprimé sur le point d’être injecté

Bouteille contenant l’air comprimé sur le point d’être injecté

Sur le dessus de la passerelle du Louis S. St-Laurent se trouve une importante structure où travaillent les observateurs de mammifères marins. En effet, les mesures géophysiques ne peuvent être faites à moins que l’observateur n’indique qu’aucun mammifère marin ne se trouve en deçà d’un kilomètre du navire. Si un mammifère marin est repéré pendant les opérations, l’observateur communique par radio avec le laboratoire géophysique et les opérations cessent jusqu’à ce que le mammifère quitte le secteur. Heureusement, le Louis S. St-Laurent est utilisé dans des régions tellement éloignées des côtes que l’on croise rarement des mammifères marins.

Tout cet appareillage impressionnant, qui a été perfectionné au fil des ans, sera conservé par la Commission géologique du Canada lorsque les relevés pour le programme UNCLOS seront terminés, et il pourra être utilisé pour de futurs projets de recherche. Plus important encore, les personnes qui exploitent cet équipement sont la raison pour laquelle le programme UNCLOS du Canada a été en mesure de recueillir des données géophysiques exceptionnelles dans l’un des environnements les plus rudes de la planète.

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Tour d’horizon du laboratoire : bureau d’observation des glaces

Photo du NGCC Louis S. St-Laurent prise à bord de l’Oden
Photo du NGCC Louis S. St-Laurent prise à bord de l’Oden

La glace de mer est omniprésente dans l’océan Arctique. Naviguer dans cette glace est un grand défi, même pour les gros brise-glaces comme le NGCC Louis S. St‑Laurent ou l’Oden. Une expédition comme celle-ci doit tenir compte de l’état des glaces, car les enjeux -- la sécurité, le temps et l’argent -- sont importants pour le type de travail scientifique que demande le programme UNCLOS. Lorsque la glace est trop épaisse, vous êtes bloqué, le navire consomme beaucoup de carburant, l’équipement risque d’être endommagé et les données que vous recueillez sont de moindre qualité. C’est pourquoi il y a des spécialistes comme Erin Clark. Formés par le Service canadien des glaces (SCG), les observateurs des glaces sont à bord pour informer l’équipe scientifique et le personnel navigant du temps qu’il fait et de l’état des glaces dans la région pour les aider dans leur prise de décision.

Erin Clark, spécialiste des Services des glaces du Service canadien des glaces
Erin Clark, spécialiste des Services des glaces du Service canadien des glaces

Bureau d’observation des glaces
Bureau d’observation des glaces

De son bureau adjacent au pont, Erin télécharge des images satellitaires fournies par son équipe à Ottawa ainsi que des cartes et les prévisions des glaces pour l’océan Arctique. Le travail de son équipe est complémentaire au sien, car elle confirme ou améliore son analyse à partir de ce qu’elle peut voir à partir du navire ou par ses vols de reconnaissance des glaces en hélicoptère. C’est ce qu’on appelle une « vérification au sol ».

Image satellitaire de Radarsat-2 montrant les glaces autour du navire.
Image satellitaire de Radarsat-2 montrant les glaces autour du navire.

À partir de l’information qu’Erin recueille des images de télédétection, des vols en hélicoptère et de l’observation des glaces autour du navire, elle indique au capitaine et au scientifique en chef responsable des activités scientifiques les meilleures routes à suivre. Cela veut dire d’aller dans les zones où les glaces ne sont pas trop concentrées ni trop épaisses. Plus les glaces sont concentrées, plus la pression augmente et plus difficile sera le passage à travers les glaces et la collecte de données de bonne qualité.

En 2015, son travail a été un peu simplifié, car la banquise était vraiment concentrée et était caractérisée par de la glace de plusieurs années et des crêtes de pression sur tout le territoire surveillé. Donc, la seule option pour le NGCC Louis S. St-Laurent et le NGCC Terry Fox était d’effectuer une manœuvre de recul et d’éperonnement, de forcer leur passage à travers les glaces en contournant les zones de formation de crêtes de glaces plus importantes.

Cette année, nous avons vu un grand nombre de mares d’eau de fonte et de chenaux que nous avons pu suivre sur la banquise. Les conditions étaient plus faciles, car il y avait moins de glace et moins de pression. Nous avons observé sur notre passage de la glace de plusieurs années, mais elle n’était pas aussi épaisse ni aussi vieille que celle des années passées. Toutefois, la glace a mis l’équipement à rude épreuve et nous devons faire plus attention à ne pas traîner l’équipement à travers la glace. Même si nous avons maintenant quitté la banquise, nous voyons toujours des floes. Le travail d’Erin est encore très important, car nous devons contourner ces floes. Cela prend du temps, mais ça fait partie des règles du jeu dans l’Arctique!

Glace de mer concentrée.
Glace de mer concentrée. Entre les mares de fonte et les crêtes de pression, il est difficile de trouver son chemin.

Glace de mer moins concentrée.
Glace de mer moins concentrée. Passer par les mares d’eau de fonte et les fissures, c’est le chemin le plus facile.

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Tour d’horizon des laboratoires : les laboratoires d’océanographie

Le NGCC Louis S. St-Laurent a été mis à niveau pour des études océanographiques en 1994, avant son voyage inaugural vers le pôle Nord. Depuis, chaque été, des travaux océanographiques pour différents projets de recherche ont été effectués en Arctique, à son bord. Jane et Hugh, des océanographes de l’expédition polaire Canada-Suède de 2016, ont fait partie de la plupart de ces expéditions, Jane y ayant participé pour la première fois en 1999, et Hugh, en 2002.

Cette année, le prélèvement d’échantillons leur permettra de caractériser les propriét és physiques, chimiques et biologiques de l’océan Arctique. Jane et son équipe, à l’Institute of Oceanographic Sciences (IOS), cherchent à déterminer de quelle façon les eaux du Pacifique et de l’Atlantique circulent dans l’océan Arctique. Pour répondre à cette question, ils utilisent trois techniques : ensemble sonde CTP‑rosette et profileur; profileur de type XCTD; et prélèvement d’échantillons d’eau près de la surface.

Les océanographes ont un grand nombre de cachettes à bord du navire pour recueillir, analyser et stocker toutes les données et tous les échantillons. Les voici, pont par pont.

Pont du niveau 300 : quatre conteneurs et un tremplin

Sur le pont bâbord, deux conteneurs sont couplés pour former le laboratoire de la rosette. C’est l’endroit où l’ensemble CTP-rosette est entreposé et où on prélève des échantillons une fois que cet ensemble est remonté à bord.

Sur le pont tribord, deux conteneurs sont divisés en trois locaux : le laboratoire de CTP, le laboratoire d’analyse sous la hotte et le laboratoire d’analyse de la salinité et de l’oxygène dissous.

Laboratoire de CTP

Le laboratoire d’analyse de CTP est l’endroit où Jane manipule la rosette. Dans ce laboratoire se trouvent des ordinateurs, l’unité de pont qui commande la sonde CTP et les écrans d’ordinateurs qui affichent les données en temps réel lorsqu’un profil de CTP est effectué.

L’autre conteneur abrite un laboratoire d’analyse de l’oxygène dissous et de la salinité. La température dans ce laboratoire est contrôlée, car le salinomètre est très sensible aux variations de température. Une température constante est également à privilégier pour l’analyse de l’oxygène dissous.

Pont de la rosette
Pont de la rosette : Laboratoire de la rosette (à gauche) et Laboratoire du CTP (à droite)

Laboratoire d’analyse sous la hotte,  Laboratoire d’analyse de la salinité et de l’oxygène dissous, Laboratoire du CTP
Laboratoire d'analyse sous la hotte, Laboratoire d'analyse de la salinité et de l'oxygène dissous, Laboratoire du CTP

Laboratoire à température contrôlée :

Laboratoire d’analyse de la salinité
Laboratoire d’analyse de la salinité

Laboratoire d’analyse de l’oxygène dissous
Laboratoire d’analyse de l’oxygène dissous

Pont du niveau 400 : laboratoire principal

Une pompe située dans la salle des machines pompe de l’eau près de la surface vers un appareil de thermosalinographie, qui enregistre la température, la salinité et la fluorescence. Dans le cadre de ses fonctions à bord, Jane prélève chaque jour des échantillons d’eau provenant du laboratoire de thermosalinographie pour le compte du chef de la recherche sur le microplastique, Peter Ross, de l’Aquarium de Vancouver.

Laboratoire de thermosalinographie
Laboratoire de thermosalinographie

De l’autre c ôté de la fenêtre, Hugh mesure les concentrations de chlorophylle dans l’eau de mer. Le phytoplancton, qui contient de la chlorophylle utilisée pour la photosynthèse, est un indicateur de la productivité dans l’océan, car le phytoplancton est à la base de la chaîne trophique.

Laboratoire d’analyse de la chlorophylle
Laboratoire d’analyse de la chlorophylle

Une station de filtration de l’ADN et de l’ARN est aussi installée sur un plan de travail près du laboratoire d’analyse de la chlorophylle. C’est là que Jane filtre les échantillons prélevés par la rosette, pour le compte de l’Université Laval et de l’Université Concordia.

Pont du niveau 500 : le pont arrière et le tremplin pour le profileur XCTD

Des sondes XCTD sont plongées dans l’océan et surveillées à partir du pont du niveau 500, par le pont arrière (poupe), où l’équipement géophysique est remorqué. Dans une petite zone, juste à l’intérieur du pont, un écran a été installé pour recevoir les mesures de conductivité, de température et de profondeur de la sonde XCTD qui plonge jusqu’à ce que le mince fil de cuivre soit brisé. Sur ce pont, des échantillons sont également entreposés pour des analyses ultérieures dans deux congélateurs-chambres et un réfrigérateur-chambre.

Pont arrière, lancement de la sonde XCTD
Pont arrière, lancement de la sonde XCTD

Lancement de la sonde XCTD
Lancement de la sonde XCTD

Écran de la sonde XCTD
Écran de la sonde XCTD

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Il était une rosette…pirouette, cacahuète...

J’ai déjà parlé de la rosette à plusieurs reprises sur Twitter et dans un billet précédent. L’instrument, qu’on appelle aussi CTP, pour conductivité (salinité), température et profondeur, est utilisé par les océanographes de Pêches et Océans Canada pour recueillir des échantillons d’eau de mer et obtenir des données sur les propriétés physiques de la colonne d’eau.

Qu’est-ce qu’une rosette?

Il s’agit d’une armature métallique qui comporte un CTP en son centre. Des bouteilles Niskin, lesquelles servent à recueillir des échantillons d’eau de mer, sont fixées tout autour. L’instrumentation CTP, y compris les bouteilles et les capteurs, doit pouvoir résister à la pression exercée par l’eau jusqu’à 6 000 mètres de profondeur.

Rosette

Divers instruments et capteurs mesurent des paramètres en temps réel et envoient, grâce au câble conducteur, des données notamment sur la température, la conductivité, la pression, la concentration en oxygène et la luminosité à un laboratoire sur le bateau. Il est possible de fixer d’autres instruments à l’armature pour mesurer la fluorescence chlorophyllienne (mesure de la quantité de phytoplancton), les concentrations en particules e t d’autres renseignements.

La rosette sur le Louis S. St-Laurent est équipée de 24 bouteilles Niskin de 10 litres et recueille des données sur sept propriétés physico-chimiques et biologiques au moyen de ses capteurs.

Comment est-elle utilisée?

Selon les besoins du projet de recherche, on descend la rosette à des endroits précis. Grâce à un treuil et à un câble conducteur, on fait passer la rosette par-dessus bord pour la descendre dans l’eau. À mesure qu’elle descend dans la colonne d’eau, le responsable du CTP surveille les données transmises au laboratoire et peut voir les profils de température ainsi que de conductivité et de salinité en fonction de la profondeur. Les bouteilles Niskin sont fermées à distance pour recueillir des échantillons d’eau aux profondeurs voulues. Une fois la rosette ramenée sur le bateau, l’eau est transférée dans des bouteilles d’échantillonnage. Certains échantillons sont immédiatement analysés, alors que d’autres sont entreposés ou congelés jusqu’à ce que le bateau revienne au port.

La rosette est descendue dans l’eau grâce à un treuil et un câble conducteur

La rosette est descendue dans l’eau grâce à un treuil et un câble conducteur

Pourquoi une rosette CTP est-elle utilisée dans l’océan Arctique pendant cette expédition?

Jane Eert de l’Institut des sciences de la mer de Pêches et Océans Canada à Sidney (Colombie­Britannique) recueille des données pour comprendre comment les masses d’eau de l’océan Atlantique et de l’océan Pacifique pénètrent dans l’océan Arctique et y circulent. Les données sur la température et la salinité servent à déterminer l’origine des masses d’eau. D’après les observations des dernières années, la température et la salinité de l’eau de l’océan Arctique ont été modifiées par les masses d’eau qui s’y déversent, ce qui a une incidence sur la région. 

La rosette est un instrument fort impressionnant qui fournit des données surprenantes et très utiles sur les profondeurs de l’océan.

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Tour d’horizon du laboratoire d’hydrographie

Sur le troisième pont, côté tribord, regardant la proue, se trouve le laboratoire d’hydrographie, au cœur du travail de cartographie pour les levés.

Les spécialistes du Service hydrographique du Canada (SHC), de Pêches et Océans Canada, utilisent un sondeur acoustique multifaisceaux pour mesurer les variations de la profondeur de l’eau et ainsi déterminer le relief du fond marin. L’équipe est dirigée par l’hydrographe en chef qui supervise l’ensemble des opérations; il veille à ce que le système fonctionne adéquatement et s’assure que les données recueillies sont de grande qualité. L’hydrographe en chef est responsable du plan de levé et travaille de concert avec le scientifique en chef et le capitaine du navire pour s’assurer que les objectifs de levé sont atteints. Les hydrographes font des quarts de douze heures dans le laboratoire, de sorte que les données sont recueillies et traitées jour et nuit. Un technicien en électronique veille à ce que le système fonctionne de façon optimale.

Deux mesures bathymétriques sont essentielles pour déterminer les limites extérieures du plateau continental étendu. La première est l’emplacement du pied du talus : la variation maximale de la pente entre le talus continental et le plancher océanique. La deuxième mesure est l’emplacement des isobathes de 2 500 mètres, soit les points dans l’eau à une profondeur de 2 500 mètres.

Deux mesures bathymétriques sont essentielles pour déterminer les limites extérieures du plateau continental étendu. La première est l’emplacement du pied du talus : la variation maximale de la pente entre le talus continental et le plancher océanique. La deuxième mesure est l’emplacement des isobathes de 2 500 mètres, soit les points dans l’eau à une profondeur de 2 500 mètres.

Pendant que nous naviguons sur l’océan Arctique, le sondeur multifaisceaux mesure sans arrêt la profondeur de l’eau sous le navire afin de cartographier le plancher océanique. Ces renseignements sont utilisés à l’appui de la demande du Canada à la Commission des limites du plateau continental, et toutes les données recueillies seront intégrées à la Carte bathymétrique internationale du comité de l’océan Arctique.

Le système multifaisceaux est fixé à la coque du navire et relié au laboratoire par de nombreux câbles et fils que l’on peut voir dans une pièce située sur le pont du niveau 600. Le laboratoire comprend huit ordinateurs, dont deux servent à afficher et à traiter les données pour enlever les renseignements erronés que l’on appelle « bruit ». Les six autres ordinateurs diffusent en direct les données acquises, en plus d’exécuter des logiciels qui commandent le système multifaisceaux, de visualiser le fond marin et de suivre la route du navire. Ces dernières fonctions nous indiquent où nous nous trouvons sur les lignes de levé prédéterminées et permettent de mesurer les mouvements du navire, alors que nous nous déplaçons de haut en bas et de côté dans l’eau et dans la glace.

Figure 1

Figure 1 (image plein écran)
Traitement des données
Données en direct
1. Données géophysiques du sous-sol en direct
2. Global mapper; jeux de données multifaisceaux des travaux de cartographie historiques et antérieurs
3. Affichage Helmsman; connexion avec la passerelle pour les routes
4. Réglages et commandes de l’instrument multifaisceaux
5. Affichage de la collecte de données en temps réel
6. Système de positionnement et d’orientation pour navire en mouvement; enregistre le pilonnement, le tangage et le roulis du navire pour que l’instrument multifaisceaux corrige automatiquement les données recueillies

Un hydrographe est en fonction dans le laboratoire en tout temps; il est responsable du bon fonctionnement du système multifaisceaux en vue d’acquérir des données de grande qualité ainsi que du traitement des données brutes pour en éliminer le bruit.

 

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Naviguer sur l’océan Arctique

Lo rsque l’on parle de l’Arctique, on pense évidemment à la terre, à la toundra, aux fjords, à la glace, aux gens, aux caribous, aux ours blancs, aux baleines et aux phoques. Mes expériences passées m’ont fait découvrir des communautés qui débordent d’histoires de chasse et qui adaptent leur mode de vie traditionnel et leurs réalités quotidiennes, entourées de paysages époustouflants.

Cette fois-ci, je me retrouve sur un navire au beau milieu d’un océan recouvert de glace, avec un équipage principalement composé de Terre-neuviens! Ce n’est donc peut-être pas une « expérience nordique typique »; c’est plutôt une aventure sur l’océan Arctique, où je découvre ce qu’est la vie sur un navire de la Garde côtière canadienne et la culture des Canadiens de l’Atlantique! C’est une énorme différence.

Nouvelle glace ‒ scène typique de l’océan Arctique

Nouvelle glace ‒ scène typique de l’océan Arctique

C’est tout un sentiment que d’être au beau milieu de l’océan Arctique, loin des côtes (500 miles), dans un lieu exempt presque entièrement de toute espèce sauvage. Un paysage de désolation règne tout autour de vous : de la glace, de l’eau et le navire. Pendant un mois et demi, vous suivez l’horaire du navire : déjeuner à 7 h 30, pause à 10 h, dîner à 11 h 30, pause à 15 h, souper à 17 h 30, et à l’occasion, activités en soirée.

À toute heure de la journée, si vous regardez par l’un des rares hublots du navire, vous apercevrez la même chose : de la glace, de l’eau et de la lumière. La glace change ‒ elle devient plus mince, plus épaisse, bleue, blanche, la pression la maintient plus haut sur l’eau, elle est parfois plus tranchante, parfois plus arrondie. Puis, le navire fait son chemin jusqu’à une ouverture dans la glace, il se faufile dans une série d’ouvertures similaires, puis frappe la glace de nouveau.

Une banquise très serrée parcourue d’une fissure où nous pouvons naviguer plus facilement.

Une banquise très serrée parcourue d’une fissure où nous pouvons naviguer plus facilement.

Votre corps en entier ressent la subtile mais constante vibration des moteurs et leur grondement incessant. Le frottement de la glace sur les flancs du navire émet un bruit puissant et provoque parfois des soubresauts. Les activités scientifiques émettent elles aussi des sons ‒ provenant du matériel de cartographie et d’échantillonnage géophysique (bip, pscht, boom).

Est-ce l’idée que vous vous faisiez d’un voyage au milieu de l’océan Arctique?

Il y a aussi ce volet fascinant où vous réalisez que vous naviguez sur quelques milliers de mètres d’eau. En regardant la glace, vous vous demandez : Quel âge a-t-elle? Quelle distance a-t-elle parcourue sur l’océan depuis sa formation? Et lorsque vous voyez de la nouvelle glace se former juste devant vos yeux, sachant qu’elle va croître pendant tout l’hiver, voire même durant plusieurs années, c’est tout simplement incroyable. Chaque oiseau, poisson ou phoque aperçu vous comble de joie : juste parce que c’est la vie!

LIFE! First fish I saw in the Arctic Ocean (September 10)

DE LA VIE! Premier poisson que j’ai vu sur l’océan Arctique (le 10 septembre)

J’ignore ce à quoi je m’attendais de cette aventure. Je n’arrive pas à me faire à l’idée d’être au beau milieu de l’océan, dans un endroit aussi é loigné de toute société. La vie en mer est bien différente de tout ce que je connais. Mais cette expérience, malgré son lot de difficultés, est aussi extrêmement apaisante. Le profond sentiment d’isolement et de vide vous rappelle une chose : que vous êtes en vie.

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L’océan Arctique

Quand je parlais avec Jane, une océanographe à bord de l'Expédition polaire Canada Suède 2016, nous passions rapidement de la surface du monde des océans aux énigmes profondes de l'océan Arctique. C'est tout comme si les océans avaient une personnalité propre, définie par la combinaison spéciale de leurs eaux, leurs courants, leur faune et leurs collectivités humaines. Chacun d'eux transporte ses propres mystères et histoires acquis au fil de leur évolution, à travers les âges géologiques.

L'océan Arctique fait l'objet d'histoires uniques qui ont été maintenues en vie par les légendes et les sagas saisissantes de l'Occident et par les mythologies autochtones plus anciennes. Quiconque explore ses eaux ne peut donc qu'être saisi d'émerveillement. À côté de ces histoires et légendes, les propriétés physiques, chimiques et biologiques de l'océan Arctique sont tout aussi saisissantes, et voilà de quoi je voudrais vous parler.

L'océan Arctique est unique à de nombreux points de vue. Tout d'abord, c'est le plus petit océan du monde. Ensuite, son cadre géographique est unique, car il est enserré par des continents (Amérique du Nord et Eurasie) et il se prolonge donc au-dessus de grands plateaux continentaux. Enfin, il est en grande partie isolé des autres océans et il est principalement recouvert de glace.

Sous la couverture de glace qui le caractérise, se trouvent des courants océaniques complexes. Jane m'a donné une explication simple de la dynamique des masses d'eau : l'océan Arctique est un grand réservoir par lequel passent les eaux des océans Pacifique et Atlantique. Les eaux froides et peu salées du Pacifique entrent dans l'océan Arctique par le détroit de Béring, entre la Russie et l'Alaska, tandis que les eaux chaudes et salées de l'Atlantique entrent par le détroit de Fram, entre le Groenland et la mer de Barents.

Circulation des eaux du Pacifique.
Circulation des eaux du Pacifique.

 

Circulation des eaux de l’Atlantique.
Circulation des eaux de l'Atlantique.

 

La circulation et le brassage des eaux du Pacifique et de l'Atlantique dans le bassin de l'océan Arctique, qui se produisent sur de nombreuses années, causent un transfert de chaleur et modifient la température des eaux, jusqu'à ce que les masses d'eau -- dotées de nouvelles caractéristiques thermiques -- finissent par quitter l'océan Arctique pour circuler autour de la Terre. Ainsi, le bilan thermique de l'océan Arctique joue un rôle important dans la circulation océanique globale qui régule le climat de la Terre.

Voilà pour ce qui se produit sous la glace. Quant à la couverture de glace elle-même, elle influe sur deux éléments : le réfléchissement de la lumière (connu comme l'effet albédo, ou rayonnement) et la salinité. Comme la glace est blanche, elle est hautement réfléchissante : elle réfléchit donc les rayons du soleil et la chaleur qu'ils transportent vers l'atmosphère. Mais quand les rayons frappent les eaux libres foncées, leur chaleur est absorbée. Ainsi, sur la vaste superficie que représentent les océans, l'équilibre entre la chaleur réfléchie et la chaleur absorbée a une grande influence sur la température des océans, et par conséquent sur le climat planétaire.

Lorsque la température à la surface baisse, l'eau de mer gèle et le sel est expulsé, puis la glace s'épaissit et devient, avec le temps, de l'eau pure, mais gelée. La saumure produite crée de grandes quantités de sel qui retournent dans l'océan en hiver. Puis, lorsque les eaux de surface deviennent plus salées et plus froides, elles deviennent plus denses et plongent dans les profondeurs de l'océan, pour circuler lentement autour de la planète dans les courants de fond et influer sur les habitudes locales.

Beaucoup d'autres processus complexes -- physiques, chimiques, biologiques -- se produisent dans l'océan Arctique, et ils jouent également un rôle important dans le climat de la Terre. L'océan Arctique est peut-être éloigné de nous et de notre vie quotidienne, mais il aide à stabiliser le climat, ce qui nous permet de vivre dans le monde tel que nous le connaissons.

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Fin de l’Expédition polaire Canada Suède 2016

Mon expérience d’enseignante en mer a officiellement pris fin le 20 septembre, mais le sentiment que la mission allait se terminer bientôt s’est manifesté bien avant que nous n’atteignions Kugluktuk, sur la côte nord du Nunavut, afin de prendre l’avion qui nous ramènerait à St. John’s.

Nos derniers jours en mer ont été marqués par beaucoup de dernières expériences, chacune d’elles nous faisant sentir de plus en plus proches du moment où nous pourrions retrouver nos êtres chers.

Le dimanche 11 septembre, sous un soleil radieux, nous avons sorti l’équipement géophysique de l’eau pour une dernière fois, ce qui a marqué la fin de la collecte de données géophysiques de l’expédition.

L’équipement géophysique a été remonté à la surface pour la dernière fois.

L’équipement géophysique a été remonté à la surface pour la dernière fois.

Le mardi 13 septembre, nous avons effectué le dernier relevé CTP du fond de la mer, à une profondeur de 3 800 m. La même journée, j’ai également prélevé mon dernier échantillon de microplastique dans le cadre de la recherche effectuée par Peter Ross, de l’Aquarium de Vancouver.

Le vendredi 16 septembre, une soirée de reconnaissance a été organisée dans le salon de proue afin de remercier le capitaine Potts, les officiers et les membres d’équipage du NGCC Louis S. St‑Laurent de leur soutien exceptionnel au programme scientifique de la Convention des Nations Unies sur le droit de la mer (UNCLOS). Le personnel navigant et scientifique a reçu plusieurs récompenses : un certificat pour avoir atteint le Pôle Nord, un insigne du programme UNCLOS 2016 et un échantillon d’eau prélevé à une profondeur de 4 200 m sous le pôle Nord.

Mary-Lynn, Jane et le capitaine Potts qui remettent des petits cadeaux pour souligner la fin du voyage : un certificat, un insigne et un échantillon d’eau.

Mary-Lynn, Jane et le capitaine Potts qui remettent des petits cadeaux pour souligner la fin du voyage : un certificat, un insigne et un échantillon d’eau.

Le samedi 17 septembre, nous avons aperçu la terre ferme pour la première fois depuis notre départ de Svalbard le 10 août. Pendant que nous pénétrions dans le golfe Amundsen, John Ruben et Nelson Ruben, les deux observateurs de mammifères, se préparaient à rentrer à la maison, à Paulatuk, sur la rive nord de la partie continentale des Territoires du Nord‑Ouest.

Le sentiment que notre aventure tirait à sa fin s’est intensifié lorsque les deux hommes nous ont quittés. De plus, à mesure que nous nous approchions de la côte, nous commencions à recevoir une connexion satellite nous permettant de regarder la télévision! Pour nous qui n’avions accès qu’aux postes disponibles à bord, le simple fait de regarder les nouvelles en direct nous faisait sentir comme si nous faisions de nouveau partie de la société.

John Ruben et Nelson Ruben retournent à la maison, à Paulatuk, dans les Territoires du Nord‑Ouest.

John Ruben et Nelson Ruben retournent à la maison, à Paulatuk, dans les Territoires du Nord‑Ouest.

Le lendemain, dimanche 18 septembre, nous avons atteint notre destination finale, et avons jeté l’ancre au large de Kugluktuk. L’aventure était terminée. Nous avons recueilli les dernières données du fond marin par levés bathymétriques, ce qui a mis officiellement fin au programme scientifique de l’expédition.

Pendant ce temps, les membres de l’équipage étaient occupés à préparer le navire en vue d’un changement d’équipage, et l’équipe scientifique sauvegardait les données et rangeait l’équipement. Notre groupe a été réduit d’une autre personne lorsque James Quast, un des deux pilotes d’hélicoptère, a quitté le navire pour un vol le ramenant à Halifax.

Ancrage au large de Kugluktuk.

Ancrage au large de Kugluktuk.

Le lundi 19 septembre, tout ce qu’il nous restait à faire était de visiter les écoles de Kugluktuk. John Shimeld, géophysicien, Dave Thornhill, hydrographe, Kenneth Wong, agent des Affaires étrangères, et moi avons pris un hélicoptère jusqu’à la ville afin de rencontrer des élèves du primaire et du secondaire. C’était très agréable de partager ce que nous avons vu et fait au cours des dernières semaines devant de nouveaux visages, et ce, les deux pieds sur terre! Nous avons été très bien accueillis dans les deux écoles, où tout le monde était intéressé par l’aspect scientifique de l’expédition et le Programme du plateau continental étendu du Canada.

Émilie s’adressant à des écoliers captivés de l’école primaire de Kugluktuk.

Émilie s’adressant à des écoliers captivés de l’école primaire de Kugluktuk.

Après six semaines à bord d’un navire, quelle joie de marcher dans la toundra!

Après six semaines à bord d’un navire, quelle joie de marcher dans la toundra!

Le 20 septembre, au lever du soleil, nos bagages ont été transportés sur la terre ferme par l’hélicoptère restant de la Garde côtière canadienne, et les membres de l’équipe ont suivi par groupes. Une fois arrivés à l’aéroport, nous avons vu l’arrivée du nouvel équipage qui montera à bord du navire alors que nous embarquions dans l’avion qui allait nous ramener à St. John’s. Le lendemain, j’étais de retour à Montréal, saine et sauve. Je vous écris maintenant ces lignes tandis que mon chat est couché à côté de moi, et que j’admire les gros arbres par la fenêtre, en ce merveilleux mois de septembre!

Nos bagages qui sont transportés sur la terre ferme.

Nos bagages qui sont transportés sur la terre ferme.

L’aventure s’est révélée très positive, tant pour les personnes impliquées que pour le projet de recherche dans son ensemble. Un gros merci au programme UNCLOS canadien de m’avoir permis de participer à l’Expédition polaire Canada‑Suède 2016 à bord du NGCC Louis S. St‑Laurent. C’était une expérience inoubliable!

Un dernier aperçu du NGCC Louis S. St‑Laurent de l’hélicoptère.

Un dernier aperçu du NGCC Louis S. St‑Laurent de l’hélicoptère.

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