Un exemple de forage glaciaire : le forage de Vostok

1. Un exemple de forage glaciaire : le forage de Vostok Quels sont les enjeux de ces forages et quels moyens les scientifiques ont-ils mis en œuvre pour les réaliser ?

2. Le plan Une vue d’ensemble des différents forages La technique du forage glaciaire Le forage de Vostok Les enjeux liés au lac de Vostok

3. Vue d’ensemble : Les différents forages • Définition du forage Ensemble des opérations qui consiste à creuser un puits (généralement vertical) de profondeur variable (de 5 m à 12 km) et de diamètre variable (de 20 cm à 5 m) • Utilisés dans divers domaines : • Pétrole (sur terre et offshore) • Gaz naturel • Tunnels (forages horizontaux) • Nappes phréatiques • Drainage • Scientifique : • Etude géologique • Etude des carottes glaciaires Forage d’exploration de la croute terrestre Forage du tunnel sous la Manche (1988) Forage d’une nappe phréatique Une plate-forme pétrolière Forage EPICA

4. Forage glaciaire • Principe du carottier • Permet de forer la glace • Bascule d’une position horizontale à une position verticale (pour forer) • Est constitué d’un tube carottier (3,5 m de long) attaché à un câble de 4 km de long • Creuse un trou de 13 cm de diamètre • Prélève une carotte de glace de 10 cm de diamètre • Constitué de 3 lames en acier à un angle de 45° • Rotation de la tête : environ 75 rpm • Objectifs • Prélever des échantillons de glace : les carottes de glace • Analyser ces échantillons • Déduire des informations sur le climat notamment • Plus les échantillons prélevés sont profonds, plus les informations sur le climat sont âgées • Conditions • Etablissement de bases scientifiques (Dôme C, Vostok…) • Construction de matériel sur mesure permettant de forer la glace : les carottiers Nettoyage du tube carottier Opération de forage d’une carotte de glace Forage glaciaire à l’aide d’un carottier Tête de forage avec une carotte glaciaire à l’intérieur Principe du forage Schéma d’un carottier

5. Vue en coupe du forage de Vostok Le forage de Vostok • La station Vostok • Station scientifique russe • Antarctique de l’Est • Altitude de 3488 m • Température moyenne de -55,5°C • Accumulation actuelle de glace : 2 cm/an • Située au dessus du Lac de Vostok à une profondeur de 3750 m • Le forage • Début des années 1970 • 5 générations de forages (xG) qui mettent en évidence 4 cycles glaciaires • Profondeur max atteinte : 3623 m en 1998

6. Des forages toujours plus profonds 10 000 ans 130 000 ans 235 000 ans 325 000 ans 420 000 ans

7. Les enjeux liés au lac de Vostok • Rappels • Confirmation de la présence du lac en 1996 grâce aux images de Radarsat • Lac situé à 3750 m de profondeur environ • Profondeur : 670 m • Superficie : 14 000 km2 • Forage le plus profond : 3623 m • Le forage s’est donc arrêté à 120 m du lac de Vostok • Intérêts du forage du lac • Eaux du lac très pauvre (saturée en oxygène) • Existence probable de bactéries thermophiles • Etude de la vie qui s’y est développée • Comparaison possible avec Europa (Lune de Jupiter) • Risques • Contamination des eaux du lac • Risque d’explosion du fait des gaz contenus dans le lac Sonde thermique à haute température : pénètre la glace en provoquant sa fusion Le lac de Vostok sous la station Vostok