Le Thème général: L’exploration des océans - un défi pour le scientifiques? La problématique: <<Dans quelle mesure les scientifiques du XXIème siècle réussissent-ils à perfectionner les techniques de recherche du monde sous-marin?>>

Le Sous-thème: <<L’Océan Pacifique vs. L’Océan Arctique: modalités d’exploration>> La Problématique: <<Dans quelle mesure l’exploration de l’Océan Arctique est plus difficile que celle de l’Océan Pacifique?>>

Le Plan1. Présentation générale des océans Pacifique et ArctiqueDéfinition Caractéristiques géographiquesCaractéristiques physiques et chimiquesLa flore et la faune2. Moyens d’exploration des océansLes instruments d'échantillonnage (carottiers, préleveurs et dragues)Les instruments visuels (caméras photographiques, vidéo et les sous-marins)• Les instruments de radionavigation (Radar, RANA type H, SYLEDIS, LORAN A, LORAN

C, GPS, EPIRB)3. Conclusion4. Produit final (maquette)

1. Présentation générale des

océans Pacifique et Arctique

Définition: Un océan est souvent une vaste étendue d'eau salée. Il s'agit d'un volume de l'eau qui est en permanence renouvelée par des courants marins*. 70,7 % de la surface de la Terre est recouverte par l'océan mondial**, divisé en cinq océans et en plusieurs mers.

*Un courant marin est un déplacement d'eau de mer caractérisé par sa direction, sa vitesse et son débit. **On appelle « océan mondial » la grande étendue d'eau salée ininterrompue encerclant les continents et les archipels.

Caractéristiques géographiquesL’Océan Pacifique• Localisation et limites: entouré

par l'Asie, l‘Australie et l‘Amérique. Sa limite avec l’océan Austral au sud est marquée au 60e degré de latitude sud.• Superficie: 180 241 700 km2

• Mers bordières: Mer Band, Mer Célèbes, Mer du Chine de Sud, Mer Jaune, Mer du Japon

L’Océan Arctique• Localisation et limites:

l'ensemble des mers situées entre le Pôle Nord et le nord de l'Europe, de l'Asie et de l'Amérique. • Superficie: 14 090 000 km2

• Mers bordières: Mer du Groenland, Mer de Beaufort, Mer Blanche, Mer de Sibérie orientale

Caractéristiques Physiques et Chimiques

L’Océan Pacifique• Température: 18 - 27°C• Pression hydrostatique:

44032 N/m2

• Salinité: 35 g/L• Densité: 1,024 kg/m3

L’Océan Arctique

• Température: -38 °C (en hiver) et 11 °C (en été)• Pression hydrostatique:

10457 N/m2

• Salinité: 33 g/L • Densité: 1,027-1,028 kg/m3

Pression hydrostatique:

La Flore et La FauneL’Océan Pacifique

La flore et la faune est varie, on peut trouver presque toutes les espèces marines.• Céphalopodes: Seiche, Calmar• Crustacés: Homard, Crevette, Crabe• Echinodermes: Etoile de mer,

Comatule• Poissons: Requin, Daurade Royale• Algues: rouges, vertes, brunes

L’Océan Arctique

Un très fragile écosystème,environ 400 espèces animales• Plancton, Krill• Renard arctique • La sterne arctique • L’ours blanc • La baleine boréale• Le morse• La flore est presque inexistante

2. Moyens d’exploration des océans

Les instruments d'échantillonnage• La drague• La benne• Cône de ramassage de type Berthois• La Suceuse (Aspirateur sous-marin)• La bouteille Nansen ou Knudsen• Le carottier• Le filet à Necton• Le sonar à balayage latéral

La drague Instrument ou Machine qui sert à tirer le sable.

La benne La benne prélève un échantillon d’une couche supérieure très molle.

Cône de ramassage de type Berthois Il se constitue d'un cône qui est tracté sur le fond de la mer pour dragué un échantillon.

L’Aspirateur sous-marin Il est constitué par un tube gros et long avec un armature métallique et un moteur que comprime l’air dans un chambre ou le tube est attache.

La bouteille Nansen ou Knudsen Il s'agit d'un appareil constitué d'un cylindre métallique pourvu d'un couvercle à chacune de ces extrémités et que l'on laisse descendre entièrement ouvert jusqu'a la profondeur désirée.

Le carottier Le carottier consiste en un tube creux métallique qui vient perforer le fond océanique d'une façon ou d'une autre pour en extraire une carotte.

Le filet à Necton Il est formé par un grand et rigide filet fixé sur une armature métallique tel un cadre renforcé et rigidifier.

Le sonar à balayage latéral Le sonar à balayage latéral dit poisson est tracté à une profondeur définit et envoie des ondes en survolant le fond océanique en émettant des faisceaux d'ondes sonores.

Les instruments visuels• Caméra sous-marines• La Brouette• Lampes flashs• Aquarium antiroulis • Bathymétrie laser

Caméras sous-marins

• Boîtier à l'air comprimé avec une pression légèrement supérieure à celle qui correspond à la profondeur maximum de la plongée envisagée pour protéger l'appareil photo de la pression de l'eau.• En 1945, ils le perfectionnent en fixant sur le manche

de la caméra un petit appareil respiratoire spécial dont le détendeur est réglé pour établir dans le boîtier une légère surpression par rapport au milieu ambiant.

La Brouette Cet engin est un traineau auquel est fixée une caméra. Il est tracté par un chaland. Il devait permettre de faire des prises de vues des baleines en déplacement.

Lampes flashs Les caissons qui contiennent les lampes sont reliés à l'appareil photographique par un fil de synchronisme. Un sélecteur permettait de choisir le nombre de lampes que l'on désirait utiliser. On utilise cette lumière pour des prises de vue à environ 2-4 mètres. Il est constitue d’un circuit électrique à bas voltage.

Bathymétrie laser Elle est un signal acoustique est émis par un transducteur. Le signal réfléchi par le fond est reçu par un réseau de transducteurs perpendiculaire à la coque du navire. On peut déduire la profondeur a une position donnée avec le temps de parcours. La combinaison des informations reçues permet de décrire très finement les profondeurs.

Les instruments de radionavigation• Radar• RANA type H• SYLEDIS• LORAN A, LORAN C• GPS• EPIRB

Radionavigation La radionavigation: technique qui utilise des ondes radioélectriques pour déterminer la position ou un lieu. Le système de radionavigation• est passif • le mobile déterminant sa position à partir des signaux reçus,

sans émetteur à bord Le système de radiolocalisation• est un système actif • la transmission entre mobile et base permette le suivi d'un mobile

depuis un poste central

Les systèmes de positionnement par satelliteUn récepteur mobile se positionne dans un système géodésique. Exemple: GPS Les systèmes à base terrestreIls utilisent des balises fixes pour permettre à un récepteur mobile de se positionner. Exemple: SYLEDIS, LORAN C, LORAN A Ils fonctionnent suivant deux modes:• le mode circulaire: la mesure du temps de parcours d'un

signal entre le mobile et un émetteur situé à terre• le mode hyperbolique: la mesure par le mobile de la

différence des temps d'arrivée de signaux issus d'émetteurs synchronisés donnait un lieu de position

Les systèmes de radionavigation sont classés en trois catégories:

• les systèmes à principe directionnel: recherche la direction des émetteurs en utilisant la position du récepteur• Exemples : Radar, Racon• les systèmes circulaires: récepteurs qui calculent la distance

entre eux et les émetteurs• Exemples: Radars, GPS/GLONAS, LORAN C.• les systèmes à principe hyperbolique mesurent la différence de

distance entre le récepteur et plusieurs émetteurs en obtenant une intersection des hyperboles• Exemples: le LORAN C, l’EPIRB

Conclusion• L’Océan Pacifique est approximativement treize fois plus grand que l’Océan

Arctique.• La difference de la pression hydrostatique est de 44032:10457 N/m2 (4,2 fois

plus grande)• Il n’y a pas des différences saisissables entre la salinité et la densité de l’eau• La flore et la faune ne semble pas. La flore de l’Océan Pacifique est très

varie quant à l’Océan Arctique la flore est presque inexistante à cause des conditions climatiques. • Beaucoup d’espèces sont inclus dans la faune de l’Océan Pacifique quant à

l’Océan Arctique il y a peu d’espèces qui sont adaptées à ces températures très basses. À cause de cela, les instruments d’échantillonnage sont souvent utilisés dans l’Océan Pacifique, mais dans l’Océan Arctique l’utilisation de ces appareils est presque inexistante.• L’absence de la lumière au Pole Nord pour 6 mois rend les instruments

visuels presque inutiles en cette période.

Les sources• http://isterre.fr/sciences-pour-tous/?lang=fr• http://www.bape.gouv.qc.ca/sections/mandats/eole_saint-valentin/documents/PR3.3/PR3.3_annexeI.pdf• http://www.jeanlouisetienne.com/images/encyclo/imprimer/18.htm• http://www.larousse.fr/encyclopedie/divers/oc%C3%A9an_Arctique/106014• http://archimer.ifremer.fr/doc/00015/12597/9474.pdf• http://polardiscovery.whoi.edu/poles/science.html• http://

www.nrlmry.navy.mil/forecaster_handbooks/Arctic/Forecasters%20Handbook%20for%20the%20Arctic.02.pdf• http://crdp.ac-amiens.fr/crdp/seismes/010-Imp.htm• http://fr.wikipedia.org/wiki/Sondeur_bathym%C3%A9trique• http://archimer.ifremer.fr/doc/00015/12597/9474.pdf• http://www.netmarine.net/bat/smarins/themes.htm• http://www.futura-sciences.com/magazines/environnement/infos/dico/d/oceanographie-sous-marin-11148/• http://www.passion-calypso.com/materiel-scientifique-et-audiovisuel/• http://c2fn.dt.insu.cnrs.fr/spip/spip.php?rubrique39/• Atlas, Intreaga lume la dispozitia ta (Deagostini)• Larousse

Les membres de l’équipe:Achim MirunaConstantin Silviu MihaiDumitru Claudia AngelaMorar Mircea GeorgeNimigean Maria Cristina

L’équipe pédagogiquePatrichi Ileana (Physiques)Manolache Florentina (Biologie)Vişan Mariana (Français) Popescu Cecilia (Français)

Disciplines impliquées • Physiques• Biologie• Chimie• Géographie