Marine Geosciences

 

III.5.- PHOTOGRAPHIES CONTINUES DU FOND MARIN

(Poster 7)

L'engin tracté RAIE pour la photographie continue du fond.

L'engin remorqué RAIE II (Remorquage Abyssal d'Instruments d'Exploration) a été développé par l'IFREMER pour la prospection des nodules polymétalliques.

 

III.5.1.- Le "RAIE"

Description de l'équipement.- L'engin RAIE est composé d'un altimètre acoustique; deux manomètres pour la bathymétrie; une caméra Benthos (cadence de prise de vue à partir de 6 secondes permettant le recouvrement des photos); flash Benthos 387 et Pinger Suber pour le positionement vertical en temps réel.

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Principe.- L'engin est remorqué par un navire océanographique, à une altitude de 3 à 10 mètres au dessus du fond, à l'aide un câble en acier de diamètre 12,7 mm, long d'environ 8.000 mètres. Un lest (ou guiderope) permet à l'engin de se maintenir à une altitude de quelques mètres au dessus du planché océanique. Il fournit une bande continue de photographies du fond sur plusieurs dizaines de kilomètres de long.
L'altitude du système, controlée par un pinger, est normalement ajustée à 7 mètres au dessus du fond par un lest stabilisateur de 1.500 kg (guiderope) roulant sur le fond. L'altitude au dessus du fond, donné par un altimètre acoustique Benthos (100 kHz), et la profondeur fournie par deux pressiomètres Télédyne, sont continuellement enregistrées. L'énergie est fournie par des batteries au plomb de 40 Ah.

Utilisation.- Le système RAIE II a été conçu pour faire des photographies en continu du fond, pour l'aquisition des données bathymétriques pendant l'exploration. Les photographies couvrent une surface du fond qui varie entre 2 et 30 m² suivant l'altitude du poisson. Le RAIE II a été conu pour être opérationnel jusqu'à 6.000 mètres, et peut être également utilisé pour des investigations scientifiques à caractère régional.

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Application.- Reconnaissance de sites sous-marins, de formations sédimentaires ou de rides médio-océaniques. - Etude détaillée de la microtopographie des fonds marins. - Identification d'obstacles mineurs. - Etude de la répartition des plages à nodules. - Etude de la concentration des nodules sur le fond. - Evaluation des ressources minérales (nodules de manganèse, sources hydrothermales). - Etude de la biologie des espèces abyssales.

Mise en oeuvre.- La mise en oeuvre du système RAIE II nécessite: un navire support d'environ 1.000 tonnes muni d'une plage arrière importante; un portique pour la mise à l'eau et la récupération; une équipe d'au moins 4 personnes pour la maintenance et le contrôle (24 heure par jour).

Avantage. - Permet la photographie en continu du fond sur de longues distances ainsi que l'évaluation de la concentration de nodules.

Inconvénients.- Problème de positionnement par rapport au navire et par rapport au fond. - Photographies prises à des hauteurs variables rendant le dépouillement des photos imprécises. Son utilisation est dépendante des conditions météorologiques; il ne peut être tracté que face aux vents dominants (alizés) pour des raisons de manoeuvrabilité du navire. Demande un technicien supplémentaire si l'équipement est mis en oeuvre en positionnement avec des balises acoustiques sur le fond.

 

III.5.2.- Submersible autonome "EPAULARD"

Le submersible autonome EPAULARD pour la photographie continue du fond.

L'EPAULARD est un submersible autonome, télécommandé par onde acoustique qui a été dévéloppé par l'IFREMER avec la Société ECA comme principal sous-traitant. L'IFREMER a utilisé cet équipement pour la première fois dans les programmes "Nodules" et, par la suite au cours de nombreuses campagnes océanographiques en collaboration avec les universités et dans des opérations de prospection des différentes ressources minérales.

Description de l'équipement.- Il a la forme d'un poisson de 4 mètres de long, 2 mètres de haut et 1,1 mètre de large dans sa partie centrale. Il pèse 2,9 tonnes et est équipé de 2 propulseurs électriques. La batterie au plomb permet un fonctionnement de 7 heures à la vitesse maximum de 1 m/s. Environ 10 milles nautiques peuvent être levés par plongée.
Le submersible est équipé d'une caméra BENTHOS 377 (noir et blanc), 5.000 prises de vue (périodicité 5 à 10 secondes); 1 flash (200 joules); 1 enregistreur magnétique à cartouche (DC100, cycle 5 secondes), profondeur, température (précision 1/1000° C); 2 échos-sondeurs (1 vertical et 1 horizontal); 1 compas magnétique; 1 transducteur acoustique pour émission/réception; 1 compartiment électronique; 1 guiderope largable; 2 lests largables (lest de descente et lest de remontée); 1 batterie en équipression (48 V D.C.); 1 tuyère d'hélice et un gouvernail actif; 1 moteur électrique de propulsion horizontal, en équipression et 1 moteur électique de propulsion verticale en équipression.

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Principe.- Ce submersible, étant un instrument d'étude de détail, peut plonger jusqu'à 6.000 mètres avec une autonomie de 7 heures sur le fond. Il se déplace à une vitesse d'un noeud et parcourt environ seize milles nautiques par plongée. C'est un engin lesté qui descend par son prope poids. Il navigue à une altitude de 5 à 10 mètres au-dessus du fond grâce à un lest ou "guiderope" et reçoit ses ordres par l'intermédiaire d'un système de base ultra-courte (développement technique CIT-ALCATEL) qui assure le positionnement du submersible par rapport au navire. Il est muni d'un sondeur frontal d'obstacle qui déclenche l'arrêt et la marche arrière en cas d'accidents brusques de terrains (falaises). Il remonte en surface sur ordre de largage d'une partie de son lest.
La caméra est verticale. Les prise de vues se succèdent toutes les cinq secondes pour un recouvrement sur chaque photo. La surface photographiée varie avec la hauteur de prise de vue: à 5 m au dessus du fond, chaque cliché correspond à une couverture photographique d'environ 20 m²; à 6 m de 30 m². Un trait photographique optimal, soit 8 heures de prise de vues continues, correspond à une couverture photographique de 5.760 clichés, mais il est rare de pouvoir utiliser vraiment la totalité du film car des problèmes techniques (caméra, flash) ou des incidents de parcours (heurts de falaise, nuages de vase) peuvent intervenir. Sur chaque photo, une chambre de données indiquent l'heure, la profondeur et le cap.
Aux traits photographiques sont associées des coupes bathymétriques qui permettent de contr™ler la profondeur. De plus, la présence d'un moteur à propulsion verticale lui permet de travailler sur des fonds accidentés. Mis en oeuvre en positionnement acoustique, il peut être utilisé avec une base ultra courte ou mini base.

Utilisation.- L'EPAULAR permet d'obtenir des données bathymétriques et de prendre des photographies continues par grands fonds.

Application.- L'Epaulard a été spécialement développé pour l'exploration détaillée des gisements de nodules. Il permet l'évaluation de gisements miniers; l'étude bathymétrique, même en zone tourmentée; la reconnaissance de sites (Energie Thermique des Mers - ETM, forages pétroliers profonds, génie civil sous-marin en général; etc).

Mise en oeuvre.- La mise en oeuvre du système EPAULARD nécessite: un navire support d'un millier de tonneaux, muni d'une plage arrière importante; un portique de bord pour la mise à l'eau et la récupération; une équipe d'au moins 4 personnes pour la maintenance, le pilotage et le poste sondage/réception. Il convient d'y ajouter un technicien si l'équipement est mis en oeuvre en positionnement base longue (balise acoustique sur le fond).

Avantage.- Photographies continues du fond à hauteur constante.

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Inconvénients.- Faible autonomie de navigation. - Mise en oeuvre délicate par mauvais temps. - Traits relativement courts à cause de la portée des balises acoustiques. - Suivie délicat de la navigation de l'engin depuis le navire. - Incertitudes sur la position de la prise de vue: le cap qu'avait le submersible au moment de la prise de vue est restitué sur la chambre de données, mais son orientation par rapport au fond n'est pas connue. L'engin est maintenu en principe parallèlement au fond. Cependant, il peut présenter un degré d'inclinaison par rapport au fond et certains détails observés sur les photographies peuvent être liés à une déformation optique (orientation d'objets, pendage du fond).

 

III.5.3.- Conclusion

L'engin tracté "RAIE" et le submersible "Epaulard" ont permis de collecter d'importantes informations quant à l'abondance des nodules sur le fond et la microtopographie (obstacles mineurs). C'est à partir de ces connaissances qu'une stratégie d'exploitation a pû être définie.