bathymétrie

La bathymétrie est la mesure de la profondeur de l’eau dans les océans, les rivières ou les lacs. Les cartes bathymétriques ressemblent beaucoup aux cartes topographiques, qui utilisent des lignes pour montrer la forme et l’élévation des caractéristiques terrestres.

Sur les cartes topographiques, les lignes relient des points d’élévation égale. Sur les cartes bathymétriques, elles relient des points de profondeur égale. Une forme circulaire avec des cercles de plus en plus petits à l’intérieur peut indiquer une fosse océanique. Elle peut également indiquer un mont sous-marin, ou une montagne sous-marine.
Dans les temps anciens, les scientifiques effectuaient des mesures bathymétriques en lançant une corde lourde sur le côté d’un navire et en enregistrant la longueur de corde nécessaire pour atteindre le fond de la mer. Ces mesures étaient toutefois imprécises et incomplètes. Souvent, la corde n’allait pas tout droit jusqu’au fond de la mer, mais était déplacée par les courants. La corde ne pouvait également mesurer la profondeur qu’en un seul point à la fois. Pour obtenir une image claire du plancher océanique, les scientifiques auraient dû prendre des milliers de mesures à la corde.
Plus souvent, les scientifiques et les navigateurs estimaient la topographie du plancher océanique. Parfois, les collines et les vallées du plancher océanique étaient faciles à prévoir. D’autres fois, une tranchée océanique ou un banc de sable surprenait les navigateurs. Cela pouvait entraîner un danger pour l’équipage d’un navire et des pertes économiques si le navire heurtait le banc de sable et perdait sa cargaison.
Les échosondeurs
De nos jours, les échosondeurs sont utilisés pour effectuer des mesures bathymétriques. Un échosondeur envoie une impulsion sonore de la coque d’un navire, ou du fond, vers le fond de l’océan. L’onde sonore rebondit vers le navire. Le temps que met l’impulsion à partir et à revenir au navire détermine la topographie du fond de l’océan. Plus ce temps est long, plus l’eau est profonde.
Un échosondeur est capable de mesurer une petite zone du plancher océanique. Cependant, la précision de ces mesures est toujours limitée. Le navire à partir duquel les mesures sont prises se déplace, ce qui modifie la profondeur du plancher océanique de quelques centimètres, voire de quelques pieds. Les réflexions des organismes sous-marins, tels que les baleines, peuvent perturber la trajectoire de l’onde sonore. La vitesse du son dans l’eau varie également en fonction de la température, de la salinité (salinité) et de la pression de l’eau. En général, le son se déplace plus rapidement lorsque la température, la salinité et la pression augmentent. L’océan présente différents courants, avec des températures et des salinités différentes. Le mouvement constant de l’océan rend la bathymétrie difficile.
Pour résoudre ces problèmes, les ingénieurs ont développé les échosondeurs multifaisceaux. Les échosondeurs multifaisceaux comportent des centaines de faisceaux très étroits qui envoient des impulsions sonores. Ce réseau d’impulsions fournit une résolution angulaire très élevée. La résolution angulaire est la capacité de mesurer différents angles, ou points de vue, d’un même objet. Avoir une haute résolution angulaire signifie qu’une seule caractéristique du fond marin – comme le sommet d’une montagne sous-marine – serait mesurée sous différents angles, aussi bien des côtés que du sommet.
Les échosondeurs multifaisceaux corrigent les mouvements du bateau en mer, ce qui augmente encore la précision des mesures. Ils permettent également aux scientifiques de cartographier davantage de fonds marins en moins de temps qu’un échosondeur à faisceau unique.
Les échosondeurs multifaisceaux peuvent également fournir des informations sur les caractéristiques physiques d’un élément du fond marin. Par exemple, ils peuvent indiquer si l’élément est constitué de sédiments durs ou mous. Si le matériau est dur, le signal de l’échosondeur reviendra plus fort.

De nombreuses découvertes intéressantes ont été faites par la technologie bathymétrique. Par exemple, des milliers de monts sous-marins ont été découverts dans l’océan Pacifique central, près de l’État américain d’Hawaï. Ces monts sous-marins, appelés la chaîne de monts sous-marins Hawaii-Emperor, s’élèvent à 1 000 mètres ou plus au-dessus du plancher océanique. Les scientifiques pensaient qu’il s’agissait d’anciens volcans, mais ils ne pouvaient en être sûrs. Grâce à des outils bathymétriques, des échantillons de roches provenant du sommet de ces monts sous-marins ont confirmé la théorie. Ces monts sous-marins contenaient des fossiles d’organismes constructeurs de récifs qui vivaient dans des eaux peu profondes pendant la période du Crétacé. Ces échantillons ont prouvé que les monts sous-marins se dressaient au-dessus de l’eau à l’époque des dinosaures.
Données bathymétriques
Le Centre national de données géophysiques des États-Unis (NGDC) et l’Organisation hydrographique internationale (OHI) mesurent et archivent les données bathymétriques. Leurs mesures bathymétriques favorisent la sécurité de la navigation et protègent les environnements marins dans le monde entier.
Le NGDC, par exemple, crée des modèles numériques d’élévation qui sont utilisés pour simuler les tsunamis. La présence de tranchées ou de montagnes sous-marines peut directement affecter la force et la trajectoire d’un tsunami ou d’un ouragan. Le NGDC gère également une banque de données numériques mondiale de mesures bathymétriques pour le compte des pays membres de l’Organisation hydrographique internationale.
L’OHI, basée à Monaco, travaille à l’uniformisation des cartes marines, à l’adoption de méthodes fiables pour effectuer des relevés océaniques et au développement des sciences dans le domaine de l’hydrographie. L’hydrographie est l’étude de la profondeur et des caractéristiques de l’eau. La bathymétrie fait partie de l’hydrographie. Elle fait partie intégrante de cette science de l’arpentage et de la cartographie des masses d’eau.