Ces blocs sont créés lorsque des sections de banquise (ou la glace peu épaisse qui se forme sur les polynyas) se heurtent ou échouent sur la côte, poussées par le vent ou les courants.
Si la glace qui forme la crête peut être plus épaisse que la banquise régulière aux alentours, les blocs peuvent aussi former des voiles (ou quilles) sur la face inférieure, dont la glace pourra être mal intégrée et peu consolidée. Une crête de compression typique, dans la zone de Bornéo, aura une hauteur de 1-2 m et une épaisseur de 10-20 m.
La technique EM sous-estime l’épaisseur

Lorsque notre appareil EM mesure la glace, il sous-estime l’épaisseur maximale des crêtes de compression. L’erreur est due à la portée restreinte des instruments du EM Bird (30-40 m, soit 2 à 3 fois l’altitude de vol – typiquement 15 m), à la structure tri-dimensionnelle de la glace et à sa porosité. Comment cela se fait-il ? Parce que l’induction magnétique est plus forte dans l’eau à proximité d’une quille et dans la glace plutôt poreuse de la quille elle-même. Il en résulte une plus forte intensité du champ magnétique à ces endroits, et cette valeur sera interprétée par l’algorithme de traitement EM comme de la glace moins épaisse.
Lorsque que notre EM Bird survole une banquise régulière (ou plate…) il est capable de mesurer l’épaisseur de la glace avec une grande précision (mieux que +/- 0.1 m). Sur banquise régulière, il y a une bonne corrélation entre l’épaisseur donnée par EM et la « vrai » épaisseur mesurée sur la banquise elle même. On dit que la ligne de régression (ou coefficient de décalage) a la valeur 1. Mais là où la glace est plus épaisse que normal (ou que l’épaisseur « modal »), la corrélation est moins bonne, et on subit un coefficient de <<1. Le but de notre campagne de validation est de recueillir assez de données pour pouvoir calculer le coefficient à appliquer là où la banquise est déformée par des crêtes, c’est-à-dire le rapport entre l’épaisseur donnée par l’EM Bird et la « vrai » épaisseur mesurée sur le terrain.

Topographie 3D sur place versus
mesures EM

Pour savoir de combien l’EM Bird sous-estime l’épaisseur d’une crête, on va comparer la valeur EM avec l’épaisseur mesurée sur le terrain. Sous la glace, on fera un profilage à l’aide de plongeurs et d’un submersible filoguidé (ROV) équipé d’un sonar inversé. Les mesures seront effectuées dans une zone rectangulaire 200 m de long et au moins 60 m de large traversant la crête au perpendiculaire. Le ROV va prendre des mesures en grille (intervalles de 2-5m). En surface, on va mesurer l’élévation de la glace et l’épaisseur de la neige en utilisant la photo-stéréoscopie. Ensuite, l’EM Bird survolera le même rectangle en prenant des mesures EM. S’il nous reste assez de temps, on augmentera la largeur de rectangle et l’EM Bird fera des profiles en largeur pour accroître le volume de données disponible.

Les résultats :
Précision des mesures EM et un point de départ pour l’observation par satellite

Selon la qualité et la résolution des données recueillies par le ROV, les valeurs d’épaisseur seront soit diffusées en grille soit utilisées sous forme brute. Ensuite on traitera l’ensemble des données pour en extraire des profiles montrant élévation, tirant d’air, tirant d’eau et épaisseur EM. Les deux « jeux » de valeurs seront diffusées sur une grille pour montrer l’épaisseur vrai et l’épaisseur pour chaque endroit. D’où sortira le coefficient de sous-estimation recherché. On pourra également en extraire une valeur pour la portée de mesure (ou « footprint ») du EM Bird en calculant la distance maximale à laquelle l’EM Bird « perçoit » toujours une crête donnée.

Ces données serviront également à comparer l’élévation et le tirant d’eau à chaque endroit. Ces valeurs sont indispensables pour pouvoir mesurer l’épaisseur de la banquise par satellite (ICE Sat ou CryoSat), car les satellites, ne pouvant mesurer l’épaisseur, lui attribuent par défaut la valeur élévation. Suite à notre campagne EM Bird, on disposera donc d’un coefficient pour transformer élévation en vrai épaisseur. Grâce à la loi d’Archimède, la comparaison des tirants d’eau et d’air nous donnera la densité de la glace. A partir de cette valeur, on calculera la porosité de la crête (celle-ci étant un mélange de glace et d’eau, dont les densités sont connues). La valeur porosité est elle-même un facteur-clé dans le calcul du coefficient de sous-estimation EM. Nous aurons à construire un modèle mathématique « éléments finis » pour simuler l’induction EM dans la crête, et la porosité est l’un des paramètres du modèle.