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L'échantillonnage complet de la section, avec suivi ADCP

Protocole de prélèvement d'échantillons.

Les échantillonnages réalisés au cours des campagnes HYBAM, suivent un protocole de prélèvement à différentes profondeurs, sur plusieurs verticales préalablement définies. Les verticales d'échantillonnage sont choisies par une analyse in situ de l'image fournie par l'ADCP concernant l'intensité du signal reflété par les particules en suspension dans la section, ou " backscatter " (données en décibels : dB). Cette image (figure 1) donne une idée assez correcte de la distribution des MES dans la section. Dans la pratique, de 3 à 4 verticales ont été définies par section, soit un positionnement à environ 25% , 50% et 75% de la largeur de la section dans le premier cas, et à environ 20%, 40%, 60% et 80% dans le second cas.

Figure 1 : Jaugeage ADCP : profil en travers, et distribution des intensités (backscatter)
dans la section. Rio Amazonas à Obidos, Brésil, 16/12/2003.

Deux échantillonneurs ponctuels de grande capacité (6 et 12 litres) ont été conçus par le programme HYBAM (Callède, 1994). Il s'agit de bouteilles océanographiques installées sur un support horizontal profilé spécialement conçu pour résister aux fortes vitesses (> 3 m/s) observées sur l'Amazone en crue (figure 2). L'échantillonneur est positionné à la profondeur désirée grâce à un treuil électrique embarqué, équipé d'un compteur centimétrique. Le déclenchement de la fermeture de l'échantillonneur se fait par l'intermédiaire d'un " messager " coulissant sur le câble de sustentation de l'échantillonneur. Malgré son propre poids (60 Kg), un saumon de 120 Kg est installé sous l'échantillonneur pour les mesures en période de crue.

Lors de l'échantillonnage, le positionnement de l'embarcation est contrôlé par GPS (Système de Géopositionnement par Satellite). Le nombre et la profondeur des points d'échantillonnage sont déterminés en fonction de l'image " backscatter ", avec un point près de la surface (à 1 m de profondeur), et un autre le plus près possible du fond de la section (généralement à 2 m du fond). Cette profondeur d'échantillonnage est contrôlée par le compteur centimétrique du câble de l'échantillonneur, alors que la profondeur totale est elle, contrôlée par le signal de bathymétrie de l'ADCP, ainsi que par un échosondeur digital conventionnel installé sur l'embarcation. Les valeurs de l'intensité (I) des cellules ADCP situées à proximité du point échantillonné sont extraites automatiquement des fichiers du programme TRANSECT. Cette information est ensuite confrontée aux résultats des mesures de MES (figure 5), afin de déterminer la loi de type MES = f(I).

Figure 2 : Echantillonneur ponctuel " Callède 2 ". Figure 3: Passage sur un tamis de 63 µm de l'échantillon de 12 litres.
Figure 4: Rampe de filtration pour détermination des MES (0.45 µm).

Filtration, tamisage et pesée.

Au cours des campagnes HYBAM, de très nombreux échantillons ont été prélevés dans divers tronçons des principales rivières du bassin amazonien (rios Madeira, Negro, Solimões et Amazonas). Pour séparer les sables des MES plus fines, l'échantillon total (environ 12 litres) a été filtré sur un tamis de 63 µm (figure 3). Le filtrat a ensuite été filtré sur filtre à 0,45 µm. La filtration a été réalisée sur une rampe de type SARTORIUS (6 unités de 250 ml) connectée à une pompe à vide électrique. L'opération de filtration (figure 4) a été conduite in situ dans un laboratoire installé à bord de l'embarcation, durant la mission. Le séchage et la pesée des filtres ont été réalisés au laboratoire de l'Institut de Géosciences de l'Université de Brasilia (IG/UnB), au Brésil. A signaler que le processus de tamisage (63µm) de l'échantillon brut n'a pas été réalisé sur les premières campagnes de 1995 et 1996.

Références.

Callède J. 1994. Coletor de amostra d'água. Publ. HiBAm, Brasília, 16 p.

Filizola N. 2003. Transfert sédimentaire actuel par les fleuves amazoniens. Thèse de doctorat, Université P. Sabatier, Toulouse. 292 p.

Filizola N., Guyot J. L. (sous presse). Amazon river suspended sediment sampling and water discharge measurements at Obidos, Brazil, using an acoustic Doppler current profiler and traditional technologies. Hydrological Sciences Journal.

Guyot J.L., Filizola N., Guimarães V. 1998. Amazon suspended sediment yield measurements using an Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP): First results, 109-115. In Hydrology in the Humid Tropic Environment, Kingston, November 1996, IAHS Publ. 253.

a) MES fines vs. profondeur b) MES grossières vs. profondeur
c) MES totales vs. profondeur
Figure 5 Concentrations de MES sur 3 verticales - Rio Solimões à Manacapuru le 12/05/1997