Carottage

Définition

Le carottage est une opération consistant à prélever au moyen d'appareils divers appelés carottiers, un cylindre de quelques centimètres de diamètre et de longueur variable dans les sols, des sédiments, des roches, de la glace. L'outil utilisé pour le prélèvement de carotte est un carottier. La carotte de sédiments est exploitée en paléoécologie.

Un carottier pour carottage :

Le carottage peut être fait avec, comme ici, un carottier par vibration.

Explications

Pour les sols, on utilise une tarière, pour les sédiments meubles, un tube lesté dont la chute fait remonter les sédiments à l'intérieur. Le carottage d'un lac méromictique permet de révéler le climat ayant existé aux abord de ce lac.

Pour les roches on emploie un tube muni d'une couronne garnie de diamants en rotation. Voir les trépans utilisés pour les forages.

Carottage à la gouge

Le carottage à la gouge est principalement effectué comme une forme de prospection peu invasive. L'outil de base de la gouge se compose d'un canal métallique aiguisé et arrondi d'un mètre de long (comme la moitié d'un tuyau de petit diamètre) qui se fixe à des tiges et à une poignée. En poussant la gouge dans le sédiment jusqu'à atteindre le point de refus (où il n'est pas possible de pousser plus loin), la profondeur du sédiment à un endroit spécifique est identifiée. Le canal à la base de la gouge permet la collecte d'une petite quantité de matériau à partir du point d'échantillonnage. C'est rarement assez de matériel pour effectuer une analyse en laboratoire, mais cela nous dit exactement quelle est la séquence des sédiments et quelle est l'épaisseur de ces couches sur un site. La gouge est mieux utilisée dans les marais et autres sites terrestres.

Carottage à la Russe

Un carottier Russian Peat est un système de carottage ultra portable conçu pour la collecte de sédiments de marais riches en matières organiques sans compacter ces sédiments.

Pour les projets traitant de reconstructions du niveau de la mer, la profondeur dans un noyau de plantes spécifiques, de micro-fossiles ou de types de sédiments doit être connue avec un haut degré de précision. Le carottier Russian Peat préserve ces profondeurs en évitant le compactage. Semblable à une boule de melon allongée et affûtée, le carottier russe est enfoncé dans le marais à une profondeur spécifique, puis tourné pour ramasser les sédiments non compactés dans la chambre de collecte d'échantillons.

En mesurant soigneusement la profondeur enfoncée dans le sédiment, l'élévation des échantillons collectés est identifiée. Semblable à la gouge, le carottier à la Russe se compose d'une courte chambre de collecte d'échantillons attachée à des tiges et à une poignée.

En raison de la courte longueur de la chambre d'échantillonnage (50 cm), afin de capturer la séquence sédimentaire complète, de nombreux échantillons doivent souvent être collectés. Selon la nature attendue du travail de laboratoire, plusieurs échantillons à la même profondeur sont souvent collectés car le carottier russe ne collecte pas beaucoup de sédiments.

Carottage par percussion

Capables d'être exécutées dans de nombreux environnements, les techniques de percussion et de carottage poussé sont exactement comme elles sonnent. Le carottage par poussée consiste simplement à pousser manuellement le carottier (dans notre cas, un tube en aluminium ou en polycarbonate de 2", 3", 3,75" ou 4") dans le sédiment à la main. Le carottage par percussion varie en ce sens que le noyau est enfoncé dans le sédiment par un instrument à percussion tel qu'un maillet ou un marteau coulissant.

Une carotte de poussée est utile en ce qu'elle perturbe très peu les couches supérieures plus délicates d'un sédiment subaquatique. Le carottage par poussée et le carottage par percussion nécessitent très peu d'équipement, mais la profondeur de pénétration peut être assez limitée et le risque de compactage assez élevé.

Vibro-carottage

La principale technique de carottage employée est le vibro-carottage. Cette technique utilise un moteur vibrant pour aider à enfoncer le carottier plus profondément dans les sédiments.

Le moteur vibrant se fixe au sommet du carottier au moyen d'un arbre flexible étanche. Étant donné que le moteur est immobile pendant l'opération de carottage et que c'est l'arbre qui se déplace avec le noyau, les vibro-carottes peuvent être collectés dans des environnements terrestres ou subaquatiques.

Les vibrations, se propageant vers la carotte au moyen de l'arbre, n'enfoncent pas le carottier dans le sédiment. Les vibrations dans le carottier provoquent la liquéfaction des sédiments environnants. Les sédiments liquéfiés sont plus faciles à pousser dans le carottier.

Les facteurs limitatifs de cette forme de vibro-carottage sont la longueur de l'arbre (plus l'arbre flexible est long, plus l'énergie vibratoire est perdue entre le moteur et le carottier), la longueur du tube (les vibrations sont atténuées sur la longueur du tube, ce qui signifie qu'au fond d'un noyau plus long, les effets de la liquéfaction sont atténués) et la profondeur de l'eau (en plus de nécessiter des arbres plus longs pour des profondeurs plus importantes, pousser un noyau à la main devient beaucoup plus difficile avec des profondeurs croissantes car de nombreuses tiges doivent être utilisées, ce qui peut devenir ingérable).

Le vibro-carottage nécessite beaucoup d'équipement, et malgré ses limites, nous avons réussi à récupérer des carottes de 8 m de longueur à des profondeurs d'eau supérieures à 10 m.

Un inconvénient du vibro-carottage est que le risque de compactage est assez élevé et que les vibrations peuvent perturber considérablement l'interface sédiments/eau fragile au sommet de la carotte. En raison de la probabilité de cette perturbation, une carotte de poussée est presque toujours collectée à côté du la vibro-carotte en milieu marin ou lacustre.

En rapport avec "carottage"

• carotte

  

  La carotte est une plante ombellifère de l'espèce Daucus carota. Les carottes sont des apiacées, connues pour la carotte potagère de la sous-espèce sativus...

• carotte de sédiments

  

  Une carotte de sédiments est un échantillon cylindrique de sédiments meubles tirés du sol par carottage avec un appareil de forage.

• carotène

  

  Le carotène désigne un pigment terpénique, un xanthophylle rouge, orangé à jaune, notamment trouvé dans les carottes.

• caroténoïde

  

  Un caroténoïde est un pigment rouge à jaune, un isoprénoïde voisin des carotènes, avec des caractéristiques proches des xanthophylles.