Sous contrat CNRS et EPFL, j’ai assuré l’étude de base sur la conception technique des abris et leur implantation prévue sur site. J’ai également conduit les études thermiques, ainsi que le choix et l’harmonisation des systèmes de production électrique. Le service technique de l’Institut Polaire Français (IPEV) m’a épaulé tout au long de ce travail. Il a pris le relais dès la livraison des équipements pour assurer leur mise en place sur site. Il veille désormais à la cohérence des installations, à la maintenance des stations et remédie aux défauts constatés, achevant ainsi la consolidation de l’ensemble.
1. Le projet scientifique
AWACA est un projet de recherche européen dont l’objectif est d’observer et de mieux comprendre le cycle de l’eau entre l’atmosphère et le continent antarctique. La calotte glaciaire antarctique constitue le plus grand réservoir d’eau douce de la planète. Chaque année, la quantité de neige accumulée sur le continent est équivalente à deux fois l’élévation actuelle du niveau des mers, tandis qu’un flux de glace de même ampleur se déverse dans l’océan. La contribution de l’Antarctique à l’élévation du niveau des mers résulte du faible déséquilibre entre ces deux grands flux. Les données collectées ont pour finalité d’alimenter des modèles météorologiques et climatiques permettant de reconstruire et de prévoir l’évolution du bilan en eau de la calotte à une échelle de temps multiséculaire.
Quatre laboratoires partenaires sont impliqués, chacun responsable d’une thématique instrumentale : l’EPFL (Lausanne), le LMD (CNRS/Sorbonne/École polytechnique), le LSCE.
2. Les sites d’installation
Cinq stations de mesure — appelées OPU — sont installées, deux au sein de stations existantes : Dumont d’Urville et Concordia, trois sont déployées le long de la route des convois reliant Dumont d’Urville à Concordia :
| Site | Coordonnées | Altitude | Distance côte | T° min | T° max | Vent |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Dumont d’Urville | 66°40’S / 140°E | mer | côte | −35°C | +5°C | 65 m/s max |
| Balise D17 | 66°43’S / 139°42’E | 500 m | 12 km | −40°C | +5°C | 60 m/s max |
| Balise D47 | 67°05’S / 139°03’E | 1 570 m | 95 km | −50°C | −5°C | 60 m/s max |
| Balise D85 | 70°25’S / 134°08’E | 2 660 m | 475 km | −64°C | −10°C | 20 m/s max |
| Concordia | 75°05’S / 123°21’E | 3 233 m | 1 109 km | −80°C | −16°C | Moyen 5 m/s |
À Dumont d’Urville, les instruments sont installés dans des locaux existants. Sur les quatre sites continentaux, chaque station comprend un abri instruments. À Concordia il est connecté au réseau électrique local alors que les sites D17, D47 et D85 fonctionnent en totale autonomie à l’aide d’un abri de production d’énergie accolé, avec une seule visite de maintenance annuelle en été austral.
3. Les abris : conception et construction
Les abris sont des cabines autoportantes à ossature bois avec parements en contreplaqué prenant en sandwich des panneaux de mousse isolante. Les toits et planchers sont protégés par une étanchéité composite fibre de verre/résine. La couleur extérieure est blanche afin de limiter les variations thermiques ; l’intérieur est blanc crème RAL 9001. Tous les matériaux et collages sont qualifiés pour les basses températures. Les épaisseurs de parois varient suivant les conditions des sites : D17 : 80 mm, D47 : 120 mm, D85 et Concordia : 140 mm.
en attente de départ
Pour éviter l’ensevelissement par la neige soufflée, chaque abri est posé sur un châssis-traîneau surélevé d’environ 1 m, lui-même installé sur une butte de neige. Un sas d’entrée et une cloison intérieure isolent le local instruments du local énergie. La température de consigne intérieure est fixée à +10°C. Elle est maintenue grâce aux déperditions des appareils et régulée en limite basse par un convecteur électrique et en limite haute par un système de ventilation/refroidissement en été.
4. Alimentation électrique
La consommation de chaque station est estimée à 1 000 W en continu (24 kWh/jour). Trois moyens de production associés à un banc de stockage sont installés sur les sites isolés :
• Deux éoliennes Superwind SW1250 (2 × 1 250 W, rotors de 2,4 m). Démarrage à 3,5 m/s, puissance nominale atteinte à 11,5 m/s.
• Huit panneaux solaires Creawatt Lux 430F (puissance crête totale : 3 440 W), fixés sur la façade nord.
• Une pile à combustible Siqens (1 000 W nominal à 99 %), activée automatiquement par la charge batteries.
• Stockage assuré par 11 batteries Pylontech (48 kWh).
L’ensemble de production/stockage sous 48 V continu est géré par un onduleur Victron. La communication est assurée par un automate Victron Cerbo qui permet une supervision via Starlink. Les cuves de méthanol sont posées à l’extrémité des châssis-traîneaux.
Appareillage unité 3m — énergie
5. Accessoires
Chaque abri est équipé d’une cheminée de prélèvement d’air dépassant de 1,5 m au-dessus du toit pour l’analyseur isotopique du CEA-LSCE et un mât de 7 m installé à proximité porte les instruments météorologiques traditionnels (anémomètre, girouette…).
Un mât de 7 m portant anémomètre et girouette est installé à proximité de chaque station. Plutôt que d’être ancré directement dans le névé, il est haubané sur un radier acier de 3 × 3 m pesant 850 kg — solution plus robuste et plus facile à déneiger. Des mâts courts supplémentaires permettent l’ajout de capteurs additionnels.
Unités mesure 6m + énergie 3m sur site