Fiche “ Valorisation des résultats des campagnes océanographiques ”



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Valorisation des campagnes à la mer

Navires Ifremer - IRD - IPEV


Fiche “ Valorisation des résultats des campagnes océanographiques ”

(à envoyer par courriel à Commission.Flotte@ifremer.fr )





Nom de la campagne : Graviluck
Projet / Programme de rattachement : MoMAR





Navire : N/O Atalante

Engins lourds : Nautile

Dates de la campagne : 7 au 31 août 2006

Nombre de jours sur zone/en transit : 23/2



Zone(s) : Atlantique Nord

Chef de mission principal (Nom, prénom et organisme)  : Ballu Valérie, IPGP

Nombre de chercheurs et d’enseignants-chercheurs (en mer / à terre) : 13

Nombre d’ingénieurs et de techniciens (en mer / à terre) : 8

Nombre d’étudiants (en mer / à terre) : 3






Fiche remplie par : Valérie Ballu

Date de rédaction ou d’actualisation de la fiche : 2/04/12

Adresse : IGPG/ Equipe Géophysique Spatiale et Planétaire, 35 rue Hélène Brion, 75013 PARIS

Email : ballu@ipgp.fr

Tel : 01 57 27 84 87

Fax : 01 57 27 84 82



Résultats majeurs obtenus 

(maximum 5 pages)


1 – Contexte scientifique et programmatique de la campagne
La campagne GRAVILUCK a été conduite dans le cadre du programme MoMAR (Monitoring of the Mid-Atlantic Ridge) afin d’étudier le fonctionnement d’un segment de dorsale, en analysant les processus tectoniques, magmatiques et hydrothermaux à petite échelle à la fois dans l’espace et dans le temps. Le site choisi pour cette étude était le segment Lucky Strike de la dorsale Médio-Atlantique, cible identifiée dans le cadre du projet MoMAR de suivi temporel de l’évolution d’un segment de dorsale lente. La campagne a été initialement demandée en janvier 2002 et programmée puis dé-programmée à l’été 2003. La demande a été redéposée pour 2004 ; elle a, à nouveau, été programmée puis déprogrammée pour août 2005. La campagne a finalement été réalisée sur le N/O L’Atalante avec le Nautile en août 2006.

Le programme MoMAR s’inscrit dans un ensemble d’actions menées par la France et la communauté internationale pour développer notre capacité à réaliser des observatoires sous-marins. Ces actions sont coordonnées au niveau européen dans le cadre du réseau d’excellence ESONET (European Seas Observatory NETwork). Le chantier MoMAR est un des sites pilotes du réseau ESONET. La campagne Graviluck a permis d’initier des observations à long terme du chantier MoMAR, principalement en géodésie mais également en océanographie physique.


2 – Rappel des objectifs
La campagne GRAVILUCK est une campagne pluri-disciplinaire dont l’objectif principal était la mise en place d’un réseau géodésique de mesure des déformations verticales à l’axe du segment Lucky Strike. Parallèlement aux mesures géodésiques proprement dites et en complément de celles-ci, la campagne comportait un important programme d’océanographie physique dont l’objectif est d’aider à améliorer le traitement des données géodésiques, mais également de quantifier l’importance des phénomènes de mélange liés à la topographie axiale. Par ailleurs, afin de mieux comprendre l’activité volcanique et tectonique, un programme de géologie et cartographie magnétique fond de mer a été mené avec le Towcam (caméra tractée) et à partir des plongées du Nautile. Des données gravimétriques fond de mer acquises également avec le Nautile devaient nous aider à mieux comprendre la structure interne du volcan Lucky Strike.
3 – Données acquises et analyses effectuées en mer et à terre


    • Mesures acquises pendant la mission

11 repères géodésiques ont été installés et nivellés. La pression a été mesurée très précisément sur 9 de ces repères, disposés sur un profil de 9 km de long perpendiculaire à l’axe d’accrétion.

Des mesures gravimétriques ont été effectuées ; elles permettent d’étudier des variations de la structure crustale, mais ne sont pas de qualité suffisante pour étudier les variations temporelles de la structure.

Des données magnétiques de fond de mer ont été acquises à l’occasion des plongées du Nautile et sur les plongées du Towcam (caméra tractée).

56 km de profils de caméra tractée (Towcam) ont été acquis, fournissant 16761 photos.

56 profils CTD ont été effectués avec une Seabird 911+ et le LADCP, 173 yoyos de CTD avec une SBE19 ont été faits sur la tranche peu profonde (0-400m)

16 profils de microstructure avec le VMP5500 autonome.

3 lignes de mouillage océanographiques ont été installées.


    • Echantillons acquis pendant la mission

Des prélèvements micro-biologiques ont été effectués et des colonisateurs ont été laissés sur le fond.

35 échantillons de roche ont été prélevés lors des profils Towcam et 9 carottes ont été effectuées depuis le bord.



    • Traitements et analyses



4 – Principaux résultats obtenus (avec quelques illustrations)
La campagne Graviluck a permis d’acquérir des données dans plusieurs domaines allant de la géophysique, la géologie, l’océanographie physique à la microbiologie (Ballu et al, 2006). La méthode que nous souhaitions mettre en œuvre est une étude gravimétrique 4D en fond de mer, couplée à une étude de variations de pression sur le fond. Les variations de pression en fond de mer pouvant être induites à la fois par des variations océanographiques et par des mouvements du sol (ce que nous cherchons), il a semblé important de concevoir une campagne pluri-disciplinaire comportant un gros programme d’océanographie afin de comprendre au mieux la variabilité océanique et donc d’être capable d’identifier le signal géodynamique recherché . Par ailleurs, un autre aspect important dans l’interprétation des données géodésiques étant la compréhension de la tectonique et la géologie locale, une autre composante de la campagne a donc été dédiée à cet aspect. En résumé, la campagne a comporté :

  • un volet géophysique double, constitué de: 1) l’étude de la structure crustale par des levés gravimétriques fond de mer, 2) l’étude des mouvements verticaux, par un enregistrement en continu et des mesures répétées de la pression.

  • un volet géologique basé sur un échantillonnage, l’observation en submersible et une couverture photo par la Towcam de Wood’s Hole Oceanographic Institution

  • un volet océanographique comportant des profils de turbulence et des profils de conductivité/température/profondeur (CTD).

Nous avons, pour la première fois sur une dorsale lente, initié une expérience visant à mesurer les mouvements verticaux liés à l’activité magmatique et tectonique qui affectent le volcan central de Lucky Strike et le mur Est de la vallée axiale.

Pour cela, nous avons installé deux stations d’enregistrement en continu de la pression en fond de mer et installé/ mesuré un réseau de repères géodésiques au fond. En tout, 12 repères ont été installés et 9 d’entre eux ont été mesurés. La précision obtenue sur les différences de pression (donc de hauteur) entre deux repères géodésiques est de l’ordre du centimètre (voir tableau ci-après).

Lors des plongées du Nautile, nous avons également acquis des données de magnétisme et de gravimétrie fond de mer qui devaient nous aider à mieux contraindre la structure de la croûte océanique.




Repère_J

Installé 15/08/06

PL1616-8

Prof. : -1708m



Repère_F

Installé 15/08/06

PL1616-8

Prof : -1740m



Repère_C

Installé 11/08/06

PL1612-4

Prof : -1742m



Repère_L

Installé 13/08/06

PL1614-6

Prof : -1693m



Repère_D

Installé 12/08/06

PL1613-5

Prof : -2069m

























Repère_K

Installé 15/08/06

PL1616-8

Prof : -1707m



Repère_B

Installé 14/08/06

PL1615-7

Prof : -1734m



Repère_A

Installé 16/08/06

PL1617-9

Prof : -1699m



Repère_G

Installé 13/08/06

PL1614-6

Prof : -1744m



Repère_i

Installé 12/08/06

PL1613-5

Prof : -1645m


Figure 1 : Détail des installations de repères géodésiques sur le réseau. Chaque repère est nivellé grâce à des pieds ajustables ; la verticalité sous l’eau est contrôlée par un pendule.





Figure 2 : Réseau géodésique : Les traits et nombres colorés indiquent le trajet effectué durant les différentes plongées de mesure du réseau. Le nombre inscrit en petit dans les sphères orange correspond au nombre de mesures sur le repère.




Couple de repères

h en metres, calculés à partir des P

(1mBar ~ 1cm) 95% interval de confiance



I - D

430.374 +/- 0.005

D - G

-330.016 +/- 0.036

G - L

-50.681 +/- 0.008

L - C

50.996 +/- 0.006

C - B

-8.290 +/- 0.006

B - F

0.196 +/- 0.008

F - K

-35.295 +/- 0.011

K - J

0.755 +/- 0.013




Table 1 : Résultats obtenus après minimization moindre carrés des données acquises sur les boucles au cours des 8 plongées de mesure.

Les résultats obtenus sur le réseau géodésique (montrés dans le tableau ci-dessus) font l’objet d’un article publié à Journal of Geodesy (Ballu et al., 2009). La différence de profondeur entre les points du réseau étant maintenant connue avec une exactitude de l’ordre du centimètre ; une réitération future du réseau permettra de mettre en évidence s’il y a eu ou non des mouvements verticaux liés au magmatisme ou à la tectonique.

Lors de la campagne, nous avons également établi un site observatoire d’enregistrement des variations de pression en continu sur le sommet du volcan Lucky Strike. Le site de référence permettant une analyse différentielle, initialement installé hors-axe, sous une trace au sol des satellites Topex-Poseidon et Jason1&2, a été transféré postérieurement dans la vallée axiale de la dorsale, sur le flanc est du volcan Lucky Strike. Jusqu’à présent, ces données n’ont pas permis de mettre en évidence un mouvement du sol qui serait lié à l’activité sismique ou magmatique de la dorsale et une publication est en préparation sur ce résultat et les conclusions associées en terme de seuil de détectabilité des événements.

Dans le cadre de sa thèse dirigée par Javier Escartin, Thibaut Barreyre analyse les données de pression, en particulier ses composantes tidales, pour modéliser la porosité de la croûte superieure à partir du décalage temporel entre le signal de marées vu dans les signaux de pression et de température.

Les données gravimétriques acquises lors de la campagne ont été traitées dans le cadre d’un stage M1 (Nolwenn Lesparre) au printemps 2006. Malheureusement, en raison d’un problème technique sur une capacitance thermique du gravimètre, les données du ROVDOG n’ont pas été de la qualité escomptée et ne permettent pas de faire de la microgravimétrie de répétition pour compléter le dispositif géodésique. Ces données ont donc été utilisées, conjointement à celles du Scintrex qui mesurait dans la sphère du Nautile, à des fins de modélisation de la structure crustale sous le volcan Lucky Strike. Les données montrent qu’il y a beaucoup d’hétérogénéités majeures liées à la fracturation de la croûte, mais malheureusement les résultats ne sont pas suffisamment novateurs ou bien contraints et n’ont donc pas abouti à une publication.

Parallèlement au programme de recherche principal axé sur la géophysique et mené avec le submersible Nautile, un programme d’océanographie physique et de géologie ont été menés principalement de nuit, depuis la surface.

Les données d’océanographie acquises ont déjà fait l’objet de plusieurs publications (St Laurent et Thurnherr, 2007, Thurnherr et al. 2008, Thurnherr, 2010). L’exploitation est toujours en cours et montre que les hauts topographiques connectant les nombreux bassins à l’axe de la dorsale et dans les canyons sur des flancs de la dorsale sont des lieux permettant des échanges turbulents très énergétiques. Le site se compose de deux bassins semi-isolés du reste de l'océan et localisés au sein de la vallée de la dorsale. Ces deux bassins sont reliés entre eux par un passage au milieu duquel se trouve un volcan sous marin, créant ainsi deux passages étroits à ses côtés. Différents processus dynamiques à l'origine du mélange turbulent ont été identifiés à partir de mesures in situ. Au niveau du seuil, les données de deux mouillages montrent que la dynamique en profondeur est caractérisée par un écoulement basse fréquence fortement cisaillé, ainsi que des épisodes intermittents de marée interne semi-diurne. Les mesures récoltées dans les 500 premiers mètres quant à elles mettent en évidence les instabilités d'un champ d'ondes internes. La première étape afin de déterminer la contribution de ces processus dynamiques au mélange turbulent a été de valider les paramétrisations fine-échelle du mélange turbulent à partir de mesures microstructure. Ces paramétrisations ont ensuite permis d'estimer la variabilité du mélange turbulent à partir des données de mouillage. Les estimations de la dissipation turbulente sont de l'ordre de 10-8 W/kg, soit deux ordres de grandeur plus élevées que les valeurs rencontrées dans l'océan intérieur. Ces résultats ont été obtenus dans le cadre de la thèse de Simon Pasquet au LOCEAN et devraient faire l’objet de publications prochainement.
Des données géologiques photographiques de grande qualité ainsi que des échantillons de roche ont été acquises principalement avec une caméra tractée (Towcam). Ces données ont permis entre autres de définir la zone où l’activité volcanique est la plus récente.
Ballu, V. et al., Rapport de la mission Graviluck, 335 pages, 2006.

Ballu, V., J. Ammann, O. Pot, O. de Viron, G. Sasagawa, G. Reverdin, M.N. Bouin, M. Cannat, C. Deplus, S. Deroussi, M. Maia and M. Diament, A seafloor experiment to monitor vertical deformation at the Lucky Strike volcano, Mid-Atlantic Ridge. Journal of Geodesy 83, 147–159, DOI 110.1007/s00190-00008-00248-00193 (2009).

St. Laurent, L.C., A. M. Thurnherr, Intense mixing of lower thermocline water on the crest of the Mid-Atlantic Ridge. Nature 448, 680-683, 2007.

Thurnherr, A. M., G. Reverdin, P. Bouruet-Aubertot, L. St. Laurent, A. Vangriesheim, V. Ballu, Hydrography and flow in the Lucky Strike Segment of the Mid-Atlantic Ridge, J. Mar. Res., 66(3), 2008.



Thurnherr, A.,A Practical Assessment of the Errors Associated with Full-Depth LADCP Profiles Obtained Using Teledyne RDI Workhorse Acoustic Doppler Current Profilers, J. Atm. Ocean. Tech., 27 (7), 1215-1227, doi: 10.1175/2010JTECHO708.1, 2010.


Tableau récapitulatif











Nombre

1

Publications d’articles originaux dans des revues avec comité de lecture référencées dans JCR (Journal Citation Reports ) (ajouter des lignes si nécessaire)







Année n+1 :

1




Année n+2 :

1




Année n+3 :

1




Année n+4 :

1




Année n+5 :







Année n+6 :

1




Année n+7 :







Total

4

2

Publications dans d’autres revues ou ouvrages scientifiques faisant référence dans le domaine




3

Publications électroniques sur le réseau Internet

1

4

Publications sous forme de rapports techniques

1

5

Articles dans des revues ou journaux « grand public » 

7

6

Communications dans des colloques internationaux

8

7

Communications dans des colloques nationaux




8

Nouvelles espèces (animales, végétales, microorganismes) décrites




9

Rapports de contrats (Union européenne, FAO, Convention, Collectivités …)




10

Applications (essais thérapeutiques ou cliniques, AMM …)




11

Brevets




12

Publications d’atlas (cartes, photos)




13

Documents vidéo-films




14

DEA ou MASTER 2 ayant utilisé les données de la campagne




15

Thèses ayant utilisé les données de la campagne

1

16

Traitement des échantillons et des données

Si en cours, préciser et donner les échéances



en cours/terminé

17

Transmission au SISMER des données acquises avec les moyens communs du navire
(NB : cette transmission est systématique dans le cadre des navires gérés par Genavir)

Transmission au SISMER de données autres que celles acquises avec les moyens communs du navire



Non/Oui
Non/Oui

18

Transmission à d’autres banques de données

Non/Oui

19

Transmission à d’autres équipes de données ou d’échantillons

Non/Oui

200

Considérez-vous la publication des résultats terminée ?

Si en cours, préciser et donner les échéances



en cours/terminée

Fournir pour chacune des rubriques en classant année par année :

Rubriques 1 à 7 incluses : liste des publications et colloques avec les noms d’auteurs suivant la présentation en vigueur pour les revues scientifiques.

Rubriques 8 à 13 : Liste des références des rapports, des applications, des brevets, atlas ou documents vidéo

Rubriques 14 et 15 : Nom et Prénom des étudiants, Laboratoire d’accueil. Sujet du DEA ou MASTER 2 ou de la thèse, Date de soutenance

Rubriques 17 à 19 incluses : données transmises à des banques de données ou à des équipes auxquelles.

Rubrique 20 : Si la publication des résultats n’est pas terminée, pouvez-vous donner un échéancier ?

Références



R1 - Références des publications d’articles originaux dans des revues avec comité de lecture référencées dans JCR (vérifier dans la base « Journal Citation Reports » via « ISI Web of Knowledge » si les revues sont bien référencées) et résumés des principales publications. (Les classer par années croissantes).
St. Laurent, L.C., A. M. Thurnherr, Intense mixing of lower thermocline water on the crest of the Mid-Atlantic Ridge. Nature 448, 680-683, 2007.

Buoyancy exchange between the deep and the upper ocean, which is essential for maintaining global ocean circulation, mainly occurs through turbulent mixing1, 2. This mixing is thought to result primarily from instability of the oceanic internal wave field3, but internal waves tend to radiate energy away from the regions in which they are generated rather than dissipate it locally as turbulence4 and the resulting distribution of turbulent mixing remains unknown. Another, more direct, mixing mechanism involves the generation of turbulence as strong flows pass through narrow passages in topography, but the amount of turbulence generated at such locations remains poorly quantified owing to a lack of direct measurements. Here we present observations from the crest of the Mid-Atlantic Ridge in the subtropical North Atlantic Ocean that suggest that passages in rift valleys and ridge-flank canyons provide the most energetic sites for oceanic turbulence. Our measurements show that diffusivities as large as 0.03 m2 s-1 characterize the mixing downstream of a sill in a well-stratified boundary layer, with mixing levels remaining of the order of 10-4 m2 s-1 at the base of the main thermocline. These mixing rates are significantly higher than the diffusivities of the order of 10-5 m2 s-1 that characterize much of the global thermocline and the abyssal ocean5. Our estimates suggest that overflows associated with narrow passages on the Mid-Atlantic Ridge in the North Atlantic Ocean produce as much buoyancy flux as has previously been estimated for the entire Romanche fracture zone6, 7, a large strait in the Mid-Atlantic Ridge that connects the North and South Atlantic basins. This flux is equivalent to the interior mixing that occurs in the entire North Atlantic basin at the depth of the passages, suggesting that turbulence generated in narrow passages on mid-ocean ridges may be important for buoyancy flux at the global scale.


Thurnherr, A. M., G. Reverdin, P. Bouruet-Aubertot, L. St. Laurent, A. Vangriesheim, V. Ballu, Hydrography and flow in the Lucky Strike Segment of the Mid-Atlantic Ridge, J. Mar. Res., 66(3), 2008.

The Lucky Strike segment between 37 and 38N on the Mid-Atlantic Ridge is the focus of the international MoMAR program to monitor seafloor-spreading processes. During the GRAVILUCK cruise in August 2006, hydrographic, velocity and light-scattering data were collected in the rift valley at Lucky Strike in order to investigate the regional dynamics and to provide background information for the monitoring effort. The survey observations reveal a remarkably simple dynamical setting dominated by persistent northward flow transporting ≈ 0.2 Sv of water along the rift valley. Approximately half of this transport must upwell within a deep basin that occupies the northern half of the segment. In the comparatively shallow segment center, the along-valley transport takes place in two parallel, hydraulically controlled overflows on both sides of an active volcano that rises from the rift-valley floor. Within the better sampled of these overflows instantaneous velocities recorded during the survey were northward more than 95% of the time and occasionally exceeded 20 cm s-1 . Similar to other laterally confined overflows in the deep ocean, the cross-sill density gradients are characterized by a lower layer with streamwise decreasing densities and an upper layer where the densities increase

along the path of the flow. This vertical density-gradient dipole is the signature of the buoyancy flux associated with high levels of diapycnal mixing near the sill. Overall, the hydrography and dynamics in the rift valley of the Lucky Strike segment are highly reminiscent of many ridge-flank canyons in the western South Atlantic, where mean along-axial advection of density is balanced by vigorous diapycnal mixing. There is circumstantial evidence from historic hydrographic data suggesting that northward flow below ≈ 1800m in the rift valley in the MoMAR region is persistent on time scales of years to decades and that it extends more than 200 km to the south. During GRAVILUCK the northward flow at Lucky Strike extended well above 1600m, where two previous one year-long current meters had recorded southward mean flows near the Lucky Strike hydrothermal vent field. While interannual variability can potentially account for this difference, the data also allow for the possibility of a cyclonic re-circulation around an isolated topographic peak east of the vent field, resulting in the southward mean flows observed there. In addition to the light-scattering anomalies associated with plumes rising from the Lucky Strike vent field near the segment center, the GRAVILUCK data also show clear evidence for a separate hydrothermal particle plume emanating from a not-yet-discovered vent field in the southern half of the segment, probably near 2000m.
Ballu V, J. Ammann, O. Pot, O. de Viron, G.S. Sasagawa, G. Reverdin, MN. Bouin, M. Cannat, C. Deplus, S. Deroussi, M. Maia, M. Diament, A seafloor experiment to monitor vertical deformation at the Lucky Strike volcano, Mid-Altantic Ridge Journal of Geodesy 83, 147–159, DOI 110.1007/s00190-00008-00248-00193 (2009).

Abstract Decades of cruise-based exploration have provided excellent snapshots of the structure of mid-ocean ridges and have revealed that accretion is a mixture of steady-state and quantum events. Observatory-type studies are now needed to quantify the temporal evolution of these systems. A multi-disciplinary seafloor observatory site is currently being set up at the Lucky Strike volcano, in the axial valley of the slow spreading Mid-Atlantic ridge as a part of the MoMAR (monitoring of the Mid-Atlantic Ridge) initiative. The aim of this observatory is to better understand the dynamics of the volcano and the hydrothermal vents hosted at its summit, as well as their plumbing systems. In August 2006, the GRAVILUCK cruise initiated an experiment to monitor the deformation of Lucky Strike volcano.Ageodetic network was installed, and seafloor pressure, gravity and magnetic data were collected. In this paper, we present the method used to monitor volcanic deformation, which involves measuring relative depth difference between points within a seafloor geodesy network. We show that, taking into account oceanographic variability and measurement noise, the network should be able to detect vertical deformations of the order of 1 cm.



Résumé: Cet article porte sur les résultats du volet "géodésie fond de mer" de la campagne Graviluck. Lors de la campagne Graviluck, nous avons, pour la première fois sur une dorsale lente, initié une expérience visant à mesurer les mouvements verticaux liés à l’activité magmatique et tectonique qui affectent le volcan central de Lucky Strike et le mur Est de la vallée axiale. Pour cela, nous avons installé deux stations d’enregistrement en continu de la pression en fond de mer et installé / mesuré un réseau de repères géodésiques au fond. En tout, 12 repères ont été installés et 9 d’entre eux ont été mesurés. La précision obtenue sur les différences de pression (converties en différences de hauteur) entre deux repères géodésiques est proche du centimètre. On peut donc envisager à terme de pouvoir mesurer des mouvements tectoniques ou volcaniques de l'ordre du centimètre, si il y en a.
Thurnherr, A.,A Practical Assessment of the Errors Associated with Full-Depth LADCP Profiles Obtained Using Teledyne RDI Workhorse Acoustic Doppler Current Profilers, J. Atm. Ocean. Tech., 27 (7), 1215-1227, doi: 10.1175/2010JTECHO708.1, 2010

Lowered acoustic Doppler current profilers (LADCPs) are commonly used to measure full-depth velocity profiles in the ocean. Because LADCPs are lowered on hydrographic wires, elaborate data processing is required to remove the effects of instrument motion from the velocity measurements and to transform the resulting relative velocity profiles into a nonmoving reference frame. Two fundamentally different methods are used for this purpose: in the velocity inversion method, a set of linear equations is solved to separate the ocean and instrument velocities while simultaneously applying a combination of velocity-referencing constraints from navigational data, shipboard ADCP measurements, and bottom tracking. In the shear method, a gridded profile of velocity shear, which is not affected by instrument motion, is vertically integrated and referenced using a single constraint. The main goals of the present study consist in estimating the accuracy of LADCP-derived velocity profiles and determining which processing method performs better. To this purpose, 21 LADCP profiles collected during four surveys are compared to velocities measured simultaneously by nearby moored instruments at depths between 2000 and 3000 m. The LADCP data were processed with two slightly different publicly available implementations of the velocity inversion method, as well as with an implementation of the shear method that was extended to support multiple simultaneous velocity-referencing constraints. Regardless of the processing method, the overall rms LADCP velocity errors are <3 cm s−1 as long as multiple velocity-referencing constraints are imposed simultaneously. On the other hand, solutions referenced with a single constraint are associated with significantly greater errors. The two primary instrument characteristics that influence data quality are range and sampling rate. Dependence of the LADCP velocity errors on those two parameters was determined by reprocessing range-limited subsets and temporal subsamples of the LADCP data. Results indicate an approximately linear increase of the velocity errors with decreasing sampling rate. The relationship between velocity errors and instrument range is much less linear and characterized by a steep increase in velocity errors below a limiting range of ≈60 m. To improve the quality of the velocity data by increasing the instrument range, modern LADCP systems often include both upward- and downward-looking ADCPs. The data analyzed here indicate that the addition of a second ADCP can be as effective as doubling the range of a single-head LADCP system. However, in one of the datasets the errors associated with the profiles calculated from combined up- and down-looker data are significantly larger than the corresponding errors associated with the profiles calculated from the down-looker alone. The analyses carried out here indicate that the velocity errors associated with LADCP profiles can be significantly smaller than expected from previously published results and from the uncertainty estimates calculated by the velocity inversion method.

Thurnherr, A., Corrigendum to « A Practical Assessment of the Errors Associated with Full-Depth LADCP Profiles Obtained Using Teledyne RDI Workhorse Acoustic Doppler Current Profilers », J. Atm. Ocean. Tech., 28 (6), 852-852, 2011.


Barreyre T., Escartín J., Garcia R., Cannat M., Mittelstaedt E., Prados R. Structure, temporal evolution, and heat flux estimates from the Lucky Strike deep-sea hydrothermal field derived from seafloor image mosaics. Geochem. Geophys. Geosyst. 13(null), Q04007, 2012.
Here we demonstrate with a study of the Lucky Strike hydrothermal field that image mosaicing over large seafloor areas is feasible with new image processing techniques, and that repeated surveys allow temporal studies of active processes. Lucky Strike mosaics, generated from >56,000 images acquired in 1996, 2006, 2008 and 2009, reveal the distribution and types of diffuse outflow throughout the field, and their association with high-temperature vents. In detail, the zones of outflow are largely controlled by faults, and we suggest that the spatial clustering of active zones likely reflects the geometry of the underlying plumbing system. Imagery also provides constraints on temporal variability at two time-scales. First, based upon changes in individual outflow features identified in mosaics acquired in different years, we document a general decline of diffuse outflow throughout the vent field over time-scales up to 13 years. Second, the image mosaics reveal broad patches of seafloor that we interpret as fossil outflow zones, owing to their association with extinct chimneys and hydrothermal deposits. These areas encompass the entire region of present-day hydrothermal activity, suggesting that the plumbing system has persisted over long periods of time, loosely constrained to hundreds to thousands of years. The coupling of mosaic interpretation and available field measurements allow us to independently estimate the heat flux of the Lucky Strike system at ∼200 to 1000 MW, with 75% to >90% of this flux taken up by diffuse hydrothermal outflow. Based on these heat flux estimates, we propose that the temporal decline of the system at short and long time scales may be explained by the progressive cooling of the AMC, without replenishment. The results at Lucky Strike demonstrate that repeated image surveys can be routinely performed to characterize and study the temporal variability of a broad range of vent sites hosting active processes (e.g., cold seeps, hydrothermal fields, gas outflows, etc.), allowing a better understanding of fluid flow dynamics from the sub-seafloor, and a quantification of fluxes.
R2 – Références des publications parues dans d’autres revues ou des ouvrages scientifiques faisant référence dans la discipline. (Les classer par années croissantes).
R3 – Références des publications électroniques sur le réseau Internet. (Les classer par années croissantes).

Le journal de bord de la campagne a été mis sur le site de l’INSU. Un lien était également mis sur le site de l'IFREMER.



http://www.insu.cnrs.fr/expeditions-et-campagnes/graviluck/journal-de-bord
R4 – Références des rapports techniques. (Les classer par années croissantes).

R5 – Références des articles parus dans des revues ou des journaux « grand public ». (Les classer par années croissantes).

Le Monde : article de C. Galus le 9 aout 2006, rubrique Environnement et Science

Le Figaro : ½ page

Articles dans 2 quotidiens portugais des Azores

Emission de vulgarisation scientifique Microméga sur RFI (7 minutes sur la campagne Graviluck)

Emission de radio scientifique « recherches en cours » sur Radio Aligre (~45minutes sur Graviluck et Geodeva)


Science Magazine hors-serie numero 1, « Mesurer la mer »

pages 72-113 : sur la campagne Graviluck



R6 – Références des communications dans des colloques internationaux. (Les classer par années croissantes).

Ballu, V., M. Cannat and the Graviluck scientific party, MoMAR observatory: A Geophysical, Geological and Oceanographical Approach to the Monitoring of the Lucky Strike Segment (GRAVILUCK Cruise), Eos Trans. AGU, 87(52), Fall Meet. Suppl., Abstract OS31B-1635, 2006.

Escartin, J., A. Soule, A. Bezos, M. Cannat, D. Fornari, V. Ballu, S. Humphris and the Graviluck Science party, Patterns of volcanism and tectonism at a slow-spreading segment of the Mid-Atlantic Ridge (Lucky Strike, 37N): preliminary results from near-bottom geological and geophysical surveys, Eos Trans. AGU, 87(52), Fall Meet. Suppl., Abstract B33D-05, 2006.

St Laurent, L., A. Thurnherr, G. Reverdin, P. Bouruet-Aubertot, V. Ballu, Overflow turbulence on the Mid-Atlantic Ridge, Eos Trans. AGU, 87(52), Fall Meet. Suppl., Abstract OS13B-1563, 2006.

Thurnherr, A., L. St Laurent, G. Reverdin, P. Bouruet-Aubertot, V. Ballu, Overflows on the Mid-Atlantic Ridge, Eos Trans. AGU, 87(52), Fall Meet. Suppl., Abstract OS24B-05, 2006.

St Laurent, L., A. Thurnherr, G. Reverdin, P. Bouruet-Aubertot, V. Ballu, Overflow turbulence on the Mid-Atlantic Ridge, IUGG General Assembly, Perugia, Italy, 2007.

Thurnherr, A., L. St Laurent, G. Reverdin, P. Bouruet-Aubertot, V. Ballu, Overflows on the Mid-Atlantic Ridge, IUGG General Assembly, Perugia, Italy, 2007.

Ballu, V., O. de Viron, W. C. Crawford, M. Cannat, J. Escartin, Long-term observations of seafloor pressure variations at Lucky Strike volcano, Mid-Atlantic Ridge, AGU Fall Meeting, San Francisco, 3-7 dec. 2012.

Barreyre, T., Escartin, J., Sohn, R.A.., Cannat, M., Ballu, V., Temperature variation records at diffuse and focused outflow in Lucky Strike hydrothermal field: toward a characterization of the outflow dynamic, AGU Fall Meeting, San Francisco, 3-7 dec. 2012.

R7 – Références des communications dans des colloques nationaux. (Les classer par années croissantes).


R8 – Références des nouvelles espèces (animales, végétales, microorganismes) décrites, lieux où sont déposés les holotypes. (Les classer par années croissantes).

R9 – Références des rapports de contrats (Union européenne, FAO, Convention, Collectivités …). (Les classer par années croissantes).

R10 – Liste des applications (essais thérapeutiques ou cliniques, AMM …). (Les classer par année).


R11 – Références des brevets. (Les classer par années croissantes).

R12 – Références des atlas (cartes, photos). (Les classer par années croissantes).

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R13 – Liste des documents vidéo-films. (Les classer par années croissantes).


R14 – DEA ou MASTER 2 ayant utilisé les données de la campagne (Nom et Prénom de l’étudiant, Laboratoire d’accueil. Sujet du DEA ou MASTER, Date de soutenance)

Stage de M1 :

Nolween Lesparre  février/juillet 2007. Encadrants : V. Ballu et M. Cannat

Sujet : analyse et interprétations des données de gravimétrie structurale acquises lors de la campagne.


Projet de fin d’étude INSA Strasbourg (Soutenance septembre 2006). Encadrants MN Bouin et V. Ballu

Delphine Guillon.

Sujet : méthodologie de traitement GPS pour le calcul précis de la hauteur de la surface de la mer.
Stage M2 (soutenance juin 2007) : Encadrants : G. Reverdin et P. Bouruet-Aubertot

Synthèse des données Graviluck sur les ondes internes et en particulier les ondes internes liées à la composante M2 de la marée.



R15 – Thèses ayant utilisé les données de la campagne (Nom et Prénom de l‘étudiant, Laboratoire d’accueil. Sujet de la thèse, Date de soutenance)

Simon Pasquet, LOCEAN, Sujet : Processus de mélange turbulent au niveau de la dorsale Médio-Atlantique, date de soutenance : 13/12/2011.

Thibaut Barreyre, IPGP thèse en cours, direction J. Escartin.
R16 – Traitements des échantillons et des données en cours (types et échéances)
R1, R18 et R19 – Liste des données et échantillons transmis (Préciser les destinataires, SISMER, autres banques de données, équipes scientifiques …)
R20 – Liste des résultats restant à publier – échéance
Géodésie : il s’agit de l’exploitation des enregistrements continus de la pression en fond de mer, initiés lors de la campagne Graviluck et poursuivi grâce aux campagnes de maintenance de l’observatoire qui ont lieu régulièrement. Jusqu’à présent, nous n’avons détecté aucun signal lié à un mouvement du sol ; cependant, un article est en cours de rédaction sur le type d’événements que nous pourrions détecter avec les instruments en place. Nous espérons soumettre ce papier courant 2013.
Géophysique/Géologie : travaux de Thibaut Barreyre sous la direction de J. Escartin.

2 articles sont en cours de rédaction :

- Temporal variation and spatial structure of hydrothermal temperature outflow at a deep-sea vent-field: Lucky Strike (Mid-Atlantic Ridge), Barreyre, T., J. Escartin, M. Cannat and V. Ballu

- Permeability of the oceanic crust under a deep-sea hydrothermal field: constraints from long-term temperature records, Barreyre et al.


Océanographie physique : les données sont encore en cours d’exploitation. Andreas Thurnherr projette d’écrire encore 2 articles basés essentiellement sur des données acquises lors de Graviluck, en collaboration avec Gilles Reverdin. Simon Pasquet a soutenu sa thèse au LOCEAN (sous la direction de G. Reverdin) en décembre 2011 et devrait soumettre 1, voir 2, papier(s) sur son travail de thèse.




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