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ACQUISITION ET TRAITEMENT DES DONNEES SONDES

Sonde SBE 25 équipée des capteurs suivants :

Capteur Température :

Seabird SBE 3, numéro de série : 1814

Capteur Oxygène :

Seabird SBE 43, numéro de série : 0033

Capteur Conductivité :

Seabird SBE 4, numéro de série : 1657

Fluorimètre :

Wetlabs, numéro de série : WS3s-213

PAR :

QSP - 2200PD

1 - En mer

Moyens à la mer

L'embarcation, la Sagitta, est mise à la disposition du Service d'Observation chaque Mardi pour effectuer les prélèvements hydrologiques. Le départ se fait du ponton, directement accessible du laboratoire.

Déroulement de la mise à l'eau de la sonde

1) Profil CTD au point B+ (43°41'000N 7°18'730E   ; z = 150 m).

2) Profil au Point B (43°41'00N 7°19'00E   ; z = 80m) et prélèvements d'eau avec bouteilles NISKIN.

Pour chaque profil CTD sont inscrits sur la feuille de terrain :

- 'position GPS mise à l'eau'

- 'position GPS sortie de l'eau'

- 'heure mise à l'eau'

- 'heure sortie de l'eau'

- 'Profondeur (m) sondeur bateau'

- 'Profondeur (m) sonde envoyée' (longueur câble filée)

Ces renseignements sont inscrits sur les feuilles de terrain (et, dans un deuxième temps, sur l'en-tête des fichiers de données brutes .hex et des fichiers de données traités - format ascii -).

La sonde est fixée par le marin sur le câble du treuil.

Un lest est fixé au cadre de la sonde pour lui permettre de bien rester verticale dans l'eau.

La mise à l'eau est effectuée avec précaution pour éviter des éventuels chocs contre la coque.

L' opérateur 2 met l'interrupteur de la sonde en position 'ON' et la guide lors de sa mise à l'eau. La sonde est maintenue sous la surface pour amorçage de la pompe (disparition des bulles). La sonde est ensuite descendue à 30m puis remontée (équivalent de +- une minute sous l'eau pour mise à température des capteurs et du système). Sans sortir la sonde de l'eau, on amorce la descente à la profondeur de l'échantillonnage, immédiatement suivie par la remontée. Les vitesses de filage et de virage sont de l'ordre de 0.6 m/s.

Pendant ce temps, l' opérateur 1 relève les informations 'heure de mise à l'eau', 'position GPS' sur la feuille de terrain.

Dès la sortie de l'eau de la sonde, l' opérateur 2 remet l'interrupteur en position 'OFF'.

L' opérateur 1 relève 'l'heure de sortie' de la sonde et la 'position GPS'.

2 - A terre

La version du logiciel SeaBird utilisée est la version Seasave-Win 32 ; mi se à jour régulièrement sur le site si nécessité.

2.a. Connexion - déchargement des données : SEATERM

•  Brancher le câble relié à l'ordinateur au connecteur prévu à cet effet situé sur le haut de la sonde. Ouvrir le logiciel Seaterm et se connecter.

•  Cliquer sur la touche « Status » (ou tapez « ds ») : noter de l'état de la batterie (Vmain) et l'état de saturation de la mémoire (Vlith) dans le cahier manip' sonde.

•  Cliquer sur la touche « Upload » : sélectionner le fichier sonde à traiter et le nommer pour l'enregistrer (ex. Bannéejourjulien.hex) sur le disque dur. Les données extraites de la sonde sont enregistrées sur le disque dur de l'ordinateur en fichier hexadécimal.

•  Une fois le téléchargement accompli, cliquer sur « Disconnect » : sortie du logiciel.

2.b. Prévisualisation des données : SEASAVE

•  Sélection du fichier .con (configuration des capteurs de la CTD) : vérifier les informations contenues dans ce fichier correspondent à la situation capteurs du jour d'échantillonnage. Si ce n'est pas le cas, choix d'un autre fichier .con en passant par le menu « Open ».

•  Menu «ArchivedData» : sélection du fichier à visualiser et cliquer sur « Start display » : première évaluation de la validité des données, et donc du bon fonctionnement de la sonde, en observant les données brutes sous forme d'un premier graphique. Il s'agit des quatre paramètres non traités (conductivité, température, oxygène, fluorescence).

•  Noter le nombre de scans à supprimer (« Number of Scans to Skip Over ») pour ne pas tenir compte, lors du traitement des données, de la mise en condition de la sonde (0-30 m). On repère également la pression maximale atteinte. Ces informations sont notées sur la cahier de manip' de la sonde.

2.c. Traitements des données : SBE DATA PROCESSING

Sélectionner le fichier .hex à traiter et vérifier que le fichier de calibration de la sonde est le bon.

Lancement successif des applications suivantes (l es étapes écrites en bleu sont issues de la méthode utilisée par Dominique Taillez).

Etape 1  : datcnv

Transformation du fichier brut hexadécimal .hex en fichier texte .cnv

Indiquer le nombre de scans à éliminer « Scans to skip  over », repérés avec le logiciel Seasave.

Etape 2  : filter

Premier filtre pour enlever les artéfacts, valeurs considérées selon indiquées par SBE. Pour les quatre paramètres (température -deg C, ITS90 - ; conductivité -volts - ; oxygène -volts - ; fluorescence -volts -).

Les types de filtres utilisés sont :

Pression Low pass filter B

Température None

Conductivité Low pass filter A

Oxygène None

Voltage 1 None

Etape 3 : alignCTD

Recalage des données des différents capteurs en fonction de leur temps de réponse et du délai de passage de l'eau dans le circuit.

Etape 4 : cellTM

Correction de la mesure de conductivité en fonction de la température.

Etape 5 : loopedit

Elimination les effets de la houle sur la vitesse de descente et de remontée du câble.

Etape 6 : wfilter1

Lissage par la technique du point médian de la température et de la fluorescence (si nécessaire : réglage la largeur du filtre par le responsable traitement).

Etape 7 : derive1

Calcul de l'oxygène en µmol.kg -1 et mol.L -1 à partir des données en volts du capteur.

Etape 8  : binAvg

Moyenne les données (pression, température, conductivité, oxygène, fluorescence) selon un pas de 25cm.

Les profils de descente et remontée sont séparés selon la fonction sélectionnée :

- downcast

- upcast and downcast (2 ème passage)

Etape 9  : derive2

Calcul de la température potentielle, salinité et densité potentielle.

Etape 10 : strip

Suppression des colonnes devenues inutiles (conductivité et oxygène en Volts).

Etape 11 : wfilter2

Lissage par la technique du point médian de la salinité et de la densité potentielle (si nécessaire : réglage de la largeur du filtre par le responsable traitement).

Etape 12  : ascii

Transformation du fichier des données traitées en format ascii.

Etape 13  : Seaplot

Visualisation graphique des données traitées :

•  Dans ''File Setup'', sélection du fichier à transformer.

•  Dans ''Plot Setup'', mettre le titre du graphique (Nom du Point + date de mesure)

•  Dans ''Y Axis'', vérification que la variable sélectionnée est bien ''Pressure, Strain Gauge [db]'' et en fonction du range indiqué, choix du pas d'échelle le plus adapté au fichier.

•  ''X axis 1'' = temperature (ITS90, deg C)

•  ''X axis 2'' = salinity (PSU), et les cases « Include axis » et « Label axis with variable name » sont cochées

•  ''X axis 3'' = oxygen, SBE43 (% saturation), et les cases « Include axis » et « Label axis with variable name » sont cochées

•  « X axis 4 » = voltage 2, la case « Include axis » est cochée et la case « Custom label » indique « Fluorescence (UF) »

Si le graphique est correct, on imprime deux exemplaires de la « Descente » : l'un est affiché au laboratoire, l'autre est rangé dans un classeur « Profils sonde ».

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2.d.2. « Logique » du traitement

Selon la nature physique des données, les différents traitements ne sont pas réalisés simultanément sur tous les paramètres en même temps. On réalise Wfilter d'abord sur la température et fluorescence (Wfilter 1), puis sur la salinité et la densité potentielle (Wfilter 2). Pour ces deux derniers paramètres qui sont des valeurs dérivées, il faut d'abord les moyenner (étape 8) puis les calculer (étape 9) avant de les lisser par la technique du point median (étape 11).

2.e. Stockage des données :

•  Les fichiers .hex ainsi que les données .cnv issues de chaque étape sont conservés sur DD. Le fichier traité final .cnv est conservé.

•  Les données pour le profil descente sont enregistrées dans un fichier 'Sonde annuel' sous un format .xls.

•  Le fichier graphique « Descente » est enregistré.

•  Le fichier .asc suivant est enregistré (c'est lui qui est envoyé à coriolis):

Les données de « Remontée » ne sont pas conservées dans les versions diffusables .

Après discussions avec des physiciens de l'OOV et de Marseille, il n'y a pas d'intérêt à travailler avec les données de remontée pour les capteurs utilisés et les profondeurs de travail. Les capteurs voient à la remontée un eau perturbée par le sillage de la sonde. Les données de remontée ne servent qu'à « valider » le profil descente, i.e. si un événement exceptionnel est vraiment dans le milieu et non une défaillance de la sonde à un instant t (à l'étape SEASAVE). Le travail avec des données remontée peut cependant être utile quand on travaille avec des capteurs tels que celui d' O2 et sur grande profondeur. Dans ce cas, il y a alors plusieurs (2) types de constantes de retard qui ne sont pas toutes corrigées par le logiciel SeaBird (elles sont propres au lieu d'échantillonnage en quelque sorte).

Je pense qu'il n'est pas correct, voir même dangereux, de mettre à disposition des profils de descente et montée. Si le raisonnement que nous tenons est de mettre en banque des données validées, le seul profil de descente suffit ; y joindre celui de descente peut juste introduire du bruit dans l'interprétation (si l'utilisateur décide que le profil de remontée lui convient mieux ?).

2.f. Sauvegarde des donnnées

Sauvegarde automatique hebdomadaire sur deuxième DD

Sauvegarde mensuelle sur DVD.

3 - Entretien de la sonde Seabird SBE 25

Au retour de chaque sortie :

•  Rinçage de la CTD à l'eau douce et passage de triton (détergent) dans le circuit à l'aide d'une seringue. Cette solution reste dans le circuit jusqu'à l'utilisation suivante.

•  Sous Seaterm, vérification :

1) que le voltage de la batterie est supérieur à 10,8 volts. Dans le cas contraire, branchement de la sonde pendant au moins 12 heures pour la recharger :

•  Dévisser le couvercle de la sonde avec une clé réglable en aluminium ;

•  Brancher les connecteurs du chargeur à la sonde et de l'alimentation du chargeur au secteur ;

•  Lorsque la recharge est terminée, revisser le couvercle de la CTD à la main, sans serrer avec la clé (la pression de l'eau suffira à rendre la fermeture étanche).

2) de la mémoire disponible pour ajouter d'autres profils. Dans le cas contraire (moins de 8000 bits libres), une fois que toutes les données ont bien été déchargées sur l'ordinateur, cliquer sur la touche ''INIT LOG'' du logiciel.

3) que l'horloge interne de la CTD soit bien synchronisée et en TU.

•  Vérification du graissage des différents connecteurs, y compris celui permettant de se relier à l'ordinateur. Si humidité à ce niveau, séchage et application d' un peu de graisse silicone. Passage de papier émeri fin si corrosion avant graissage.

•  Vérification que le trou du Y de la tuyauterie pompe-capteurs soit bien libre pour bullage d'air.