L’exploration des océans- un défi pour les scientifiques L’exploration des océans- un défi pour les scientifiques? Dans quelle mesure les scientifiques du XXlème siècle réussisent-ils a perfectionner les tehniques de recherche du monde sous-marin?

Sous-thème Les bathyscaphes-moyens d’exploration de l’abysse océanique Problématique: Comment a progressé la technique dans la réalisation du moyen idéal pour l’exploration de l’abysse?

LE PLAN 1.A) L’abysse-informations géophysiques B)Bathyscaphe-informations générales ; équipement nécessaire C)Créateur ,histoire et utilisations des bathyscaphes 2.A)Principes physiques de fonctionnement B)Comparaison avec autre sous-marins :point de vue technologique 3. CONCLUSION:Le bathyscaphe de l’avenir 4. Faits divers   Une expérience qui met en évidence le principe de fonctionnement du bathyscaphe à l’aide d’une maquette Disciplines impliquées: Physique,Biologie, Chimie Produit final :

caractéristiques géophysiques L’abysse caractéristiques géophysiques Océanographie: l'ensemble des études sur les mouvements, la clime et les propriétés physiques et chimiques des océans.. Les domaines de la recherche océanographique: géographie  ; physiques de l'eau de mer; dynamique des fluides (relation mouvement des océans-actions mécaniques).

Propriètès physiques(variables): Propriètès chimiques (~constantes): masse volumique de l'eau de mer [ρ =f(S,T,p)] La salinité(important pour la circulation océanique) S- salinité  T- température p- pression Contenu : des gaz dissous (azote, oxygène ,gaz carbonique), variation adiabatique de la température avec la pression des nutriments (NO3-, NO2-, NH4+) La densité varie par rapport au pression et profondeur des éléments traces (métaux, vitamines et contaminants). Luminosité (determinée par l'énergie lumineuse)

34,72 g/kilo d'eau de mer,28 g NaCl L'océan - milieu complexe du point de vue géologique et biologique.Les scientifiques ont divisé l'océan par zones: Profondeur(metres) Zones %de l'océan mondial 0-2000 Plateau continental 7,6 200p-3000 Talus 15,3 3000-7000 Fonds abyssaux 77 > 7000 Fosses océaniques 0,1 Profondeur(metres) Domaine %de l'océan mondial 0-2000 Plateau continental 7,6 200p-3000 Talus 15,3 3000-7000 Fonds abyssaux 77 > 7000 Fosses océaniques 0,1 Voilà des caracthéristiques moyennes de l'océan: Profondeur moyenne 3800 mètres Température moyenne 3.8 °C Salinité moyenne 34,72 g/kilo d'eau de mer,28 g NaCl

Bathyscaphes Informations générales Engin sous-marin d’ exploration abyssal Il est consideré le ballon à l’air chaud du monde sous-marine Utilisé principalement pour le déplacement sur l’axe vertical Il peut atteindre la profondeur de ~11.000 mètres (dans la Fosse des Mariannes)

Equipement nécessaire Bathyscaphes Equipement nécessaire Le flotteur (construit en acier et aluminium) La cabine de l’équipage(forme sphèrique) Réservoirs de ballaste(situé dans le flottuer) Des petites hélices actionnées par des moteurs de faible puissance

Créateur de bathyscaphes : Auguste Piccard (1884-1962)   physician,aeronaute  et océanaute suisse le createur de premier bathyscaphe du monde baptise F.N.R.S.2. .

le 3 novembre 1948 , une experience avec Théodore Monod près de l'île de Boa Vista au Cap-Vert ou les flotteurs furent endommagés les prochains bathyscaphes seront une autre conception differente l'aide de la marine française et rebaptisé F.N.R.S. 3 qui effectua des plongées à plus de 4 000 mètres.

Histoire de bathyscaphes Années de service Constructeur Utilisateur Profondeur accessible Déplacement FNRS 2 1948 FNRS (Belgique) Auguste Piccard (Suisse) 4 000 m 40 tonnes FNRS 3 1954-1961 FNRS (Belgique) Marine nationale (France) Marine nationale et CNRS (France) 90 tonnes Trieste 1954-1964 Auguste Piccard (Italie, Suisse) Auguste et Jacques Piccard (Suisse) US Navy sphère Terni  : 4 000 m sphère Krupp : 11 000 m 125 tonnes 150 tonnes Archimède 1961-1974 Marine nationale (France) Marine nationale et CNRS puis CNEXO (1969-74) 11 000 m 200 tonnes Trieste II 1964-1966 US Navy première version : 4 000 m 1966-1983 dernière version : 6 000 m 300 tonnes

Utilisations des bathyscaphes Géographiques :la recherche du relief sous-marin et abyssal Biologiques: exploration de la faune et de la flore Economiques :l’éxploitation des ressources minérales sous-océaniques; assistence pour l’installation des câbles,des tubes,des constructions Sociaux :la recherce et le soutien de la récupération de divers navires,sous-marins coulés,des armes dangereuses

Principes physiques de fonctionnement Principe d'Archimède Principe de Pascal. "Tout corps plongé dans un liquide subit une poussée vers le haut équivalente au poids du liquide qu'il déplace". FA = Gl = ml * g = ∫l *Vl deplacé * g

Il est doté de: moteurs qui servent à la propulsion, de moyens de navigation et de transmission, projecteurs de divers appareils, disposés à l'extérieur ou à l'intérieur de la sphère et qui constituent son équipement scientifique. Il emporte une réserve d'énergie qui fournisse d'oxygène indispensable pour les passagers.

Equipement scientifique du bathyscaphe La sphère(diamètre = 2 metres, 20 cm =épaisseur)  acier épais capable de résister à la pression; deux hémisphères, une porte (en acier) plusieurs hublots (en plexiglas) en forme de troncs de cône à base sphérique Le flotteur: contient de l'essence (mélange d’hydrocarbures : alcènes,hydrocarbures aromatiques,alcanes,cycloalcanes) Le lest: la grenaille de fonte,sous forme de petites billes dans des sortes de puits verticaux ou silos.

Cet alourdissement doit être compensé par: Le bathyscaphe descend,la pression augmente L’essence se contracte, une certaine quantité d'eau de mer pénètre dans le flotteur L'essence ne change pas de poids, cette admission de l'eau de mer entraîne un alourdissement du bathyscaphe. Cet alourdissement doit être compensé par: un allégement équivalent(si le pilote veut maintenir son engin en équilibre dans l'eau) il largu, à mesure de sa descente du lest. GB >FA ―> bathyscaphe descente GB<FA ―>bathyscaphe est en ascension GB=FA ―>bathyscaphe est en équilibre P(h) = ∫ * g * h LA FORMULE DE LA PRESSION HYDROSTATIQUE

v de la remontée ~ largement du lest. 4)Le bathyscaphe descend par gravitation et remonte en lâchant du lest. 5)A l'approche du fond, il ralentit sa descente en largant du lest. 6)Arrivé a l’abysse il effectue sa mission d’exploration. v de la remontée ~ largement du lest. 7)Arrivé en surface, le bathyscaphe vide les sas. Le pilote et le(s) passager(s) peuvent quitter la sphère. LA LOI DE PASCAL P1 = P2

Comparaison entre bathyscaphe et sous-marin La cabine de manipulation est intégré dans une partie de l’interieur du sous- marin Utiliser comme instrument de guerre et transport Peut se déplacer sur tout le plan (et à la surface) Il dispose d’une cabine sphèrique pour l’observation et manipulation attachée à la partie inférieure du bathyscaphe Utiliser pour les découvertes scientifiques Peut se déplacer seulement sur l’axe verticale

Aspects communs La cabine à la forme allongée Ils fonctionnent sur les mêmes principes: d’Archimede et de Pascal Tous les deux utilisent l’eau de la mer pour produire la plongée

Le bathyscaphe dans l’avenir La Russie a testé le bathyscaphe Consul avec succès. Le test a été effectue dans l’Atlantique Nord, où l’engin ayant a son bord trois membres de l’équipage, plongeait à la profondeur de 6.270 mètres. L’engin construit est capable de transporter une charge de pas moins de 200 kg et d’effectuer des missions de sauvetage sous-marin ainsi que diverses taches techniques sous-marines. Pesant 26 tonnes et 8.4 mètres de long le Consul peut transporter deux à trois membres de l’équipage et rester sous l’eau jusqu’ à 12 heures. Un ingénieur de France a présenté sur la Cote d’Azur le concept de sous marin à la pédale lancée avec succès dans l’eau. Appelle Scubster , à l aide de deux hélices latérales reliées a un système de pédale trouve dans la cabine que le mini sous marin peut atteindre une vitesse de 8 km par heure. Le bathyscaphe a réussi de rester une heure dans les eaux de Méditerranée. Il est contrôlée manuel et à l’aide des pédales donc les passagers doivent avoir un cylindre de l’air pour respirer.

Faits divers Il y a des œuvres littéraires et des chansons sur le sujet de bathyscaphes. Par exemple la chanson avec le nom <<The Trench>> écrite par le composeur Ste van Holm, qui est un hommage pour les plongées dans la Fosse de Mariannes, l’instrumental <<Voyage of the Trieste>> par le groupe The Chocolate Watchband, et le livre de Nicole Vulpe,<<The Extraordinary Event of Pia H.>> Les réalisateurs de l’émission télévisé Star Trek: The Next Generation ont utilisé le nom de Jaques Piccard pour le personnage Jean-Luc Picard, le capitaine du vaisseau spatiale. Depuis plusieurs épisodes, ils ont appelé le vaisseau spatial <<Le USS Trieste>> après le bathyscaphe, car il était très petit et lent. Le Aquadive a construit dans les années 60 des montres spéciales pour des conditions extrêmes, qui avaient le but d’aider les plongeurs dans leurs missions de recherche scientifique, qui étaient exécutés dans l’abysse, à grand profondeur. Le président russe, Vladimir Poutin, a effectué le 15 juillet 2013 une plongée dans la Mer Baltique à bord d'un bathyscaphe pour inspecter l'épave d'un navire coulé en 1869.

Nous vous remercions pour votre attention! Équipe d'élèves Ceausescu Alexandra Ciobotaru Vlad Alexandru Cristea Claudia Theodora Mitran Ana Ruxandra Équipe pédagogique Patrichi Ileana Ana(Prof. de Physique) Manolache Florentina(Prof. de Biologie) Popescu Cecilia(Prof. de Français) Visan Mariana(Prof. de Français)

Bibliographie http://wwz.ifremer.fr/grands_fonds/Les- moyens/Les-engins/Les-bathyscaphes http://fr.wikipedia.org/wiki/Bathyscaphe http://www.monatlas.fr/bathyscaphe/3_bath ys_trieste.htm http://www.netmarine.net/g/bat/Archimede/fonctionnement.htm http://www.nausicaa.fr/les-abysses.html leclave.univ-tln.fr/oceano/plan.htm ”The Bathyscaph TRIESTE, Technological and Operational Aspects, 1958-1961” LT Don Walsh, USN