|
L'observation des fonds océaniques a reposé pendant de longues années sur
l'utilisation d'une instrumentation autonome spécialisée ( "bottom landers").
La plupart des grands instituts possède des parcs de tels instruments,
sismographes, appareils photographiques, préleveurs auonomes,… utilisés pour
des campagnes d'exploration de durée relativement courte (de quelques
semaines à quelques mois), basées sur l'utilisation de navires de surface.
Ces équipements sont très rarement utilisés pour des campagnes systématiques
de surveillance.
Parmi les instruments de ce type réalisé par l'IFREMER dans les années
1990, on peut citer SAMO (Station Autonome de Mesures Océanographiques)
conçue pour l ’observation des colonies animales se développant sur les
sites hydrothermaux. La station est déployée par le NAUTILE. Plusieurs
déploiements de 2 à 4 semaines ont été effectués La station NADIA a été
conçue pour pouvoir instrumenter d ’anciens puits ODP. Elle était également
mise en œuvre par le NAUTILE. La station OT6000 est un observatoire
permettant d ’observer le flux thermique sur une longue période. Il a
été utilisé en particulier pendant les missions KAIKO en collaboration avec
le Japon.
En haut
mise à l’eau de la navette NADIA ; au centre, SAMO déployée sur un
site hydrothermal; en OT6000 avant mise à l'eau durant la campagne KAIKO.
Aujourd'hui l’observation ne suffit plus.
Il faut comprendre les phénomènes mis en évidence lors des campagnes
d'exploration puis élaborer des modèles pour pouvoir demain prévoir
l'évolution de l'environnement. Ceci nécessite de déployer une
instrumentation en un endroit déterminé à l'avance pour une longue période.
L’usage d’une instrumentation temps réel permet de contrôler la qualité des
données acquises et de gagner beaucoup de temps dans la gestion des
opérations.
Ainsi un nouveau mode d'investigation de
l'océan basé sur l'utilisation d'observatoires fond de mer à long terme
apparaît, permettant d'obtenir des données dans les quatre dimensions. Bien
que ce concept ait été présenté depuis plusieurs années, l'importance des
investissements à réaliser a limité le nombre de réalisation.
En Europe, une première action menée dans
le cadre du programme européen MAST-3, le projet GEOSTAR (Geophysical and
Oceanographic Station for Abyssal Research), coordonné par l’Institut
National Italien de Géophysique et Vulcanologie (INGV), consiste à
développer puis tester en mer, dans les conditions réelles, un observatoire
permanent, autonome et susceptible de recueillir et de transmettre des
mesures diverses en sismique, géophysique et certains paramètres
océanographiques jusqu’ à des profondeurs de 4000 mètres. Un système de
communication en temps quasi-réel a été développé par l’IFREMER, qui permet
d’envoyer des commandes à la station et de recevoir des comptes-rendus
journaliers des opérations du système. La première mission du système
GEOSTAR a été la campagne de mesures de sept mois réalisée de Septembre 2000
à Avril 2001 par 1900 mètres de fond au large de l’île d’Ustica (Sicile).
Une version câblée de GEOSTAR a été déployée au large de Catane. Le
développement se poursuit au sein du projet ORION qui vise à déployer un
ensemble de stations de mesure satellites autour de la GEOSTAR.
 Un deuxième projet européen, ASSEM,
coordonné par l’IFREMER, est un nouveau concept d ’observatoire dédié à la
surveillance à long terme d ’une zone restreinte (quelques km2). L ’étude de
stabilité d ’une pente ou la surveillance d ’une faille active sont des
exemples d ’utilisation qui seront l ’objet des deux expériences pilotes à
Ormen Lange (Mer du Nord) et dans le Golfe de Corinthe (sud de l ’île de
Trizonia).
ASSEM est constitué d ’un ensemble de
nœuds installés par submersible ou ROV, de structure identique, reliés à un
ensemble de capteurs disposés dans l ’eau (CTD, méthane,..), sur le fond
(Température, courants, géodésie, sismographe..) ou dans le sédiment à
l'aide de forage ou d'un pénétromètre flexible)(pression interstitielle,
température, inclinomètre,sismographe…) et communicant entre eux à l ’aide
d ’un réseau de modems acoustiques ou filaires. L ’un des nœuds est relié
soit à une bouée de surface, soit par câble à terre
|
En haut,GEOSTAR et le"mobile docker", ROV
spécialisé utilisé pour son déploiement. Ci-dessous la bouée utilisée pour
les liaisons satellite avant son mouillage.
Seuls des programmes pluridisciplinaires,
appuyés par une forte demande sociale peuvent permettre de tels
développements. Quelques observatoires sont cependant déjà opérationnels au
Japon ou aux Etats-Unis.
La réalisation d’un observatoire fond de mer
temps réel implique de résoudre trois problèmes critiques :
-
La transmission bi directionnelle en temps réel des données
et des commandes ;
-
La fourniture d’énergie à l’observatoire ;
-
La tenue à long terme des capteurs utilisés.
Elle implique également la définition d’une
architecture du système et une stratégie de mise en œuvre. Elle repose sur
deux approches techniquement distinctes :
-
L'utilisation d'un câble de
télécommunication reliant l'observatoire au rivage;
-
L'utilisation d'une bouée de surface ancrée servant de
plateforme pour la transmission des données à terre par satellite ou par
liaison hertzienne HF.
Des réalisations américaines et japonaises
montrent ce que seront les observatoires du futur, réalisant pour le moment
principalement des mesures sismiques.
H2O (Hawai'i-2 Observatory) est le premier
observatoire profond américain réalisé par l'University de Hawaii et WHOI
sur financement NSF, installé en septembre 1998 par leROV JASON à
mi-distance d'Hawaii et de la Californie, par une profondeur d'environ 5000
mètres. Il est connecté par une boite de jonction à un ancien câble
téléphonique, reliant Oahu et la Californie.
L ’observatoire de HATSUSHIMA Island a
été installé par le JAMSTEC en 1993 à une profondeur de 1174 m. Il comprend
une CTD, un courantomètre électromagnétique, deux caméra vidéo, deux sondes
de température (sédiment), un sismomètre et des hydrophone. Il est relié à
la terre par un câble fibre optique de 8km. Il est situé dans une zone
tectonique très active. Le JAMSTEC a installé depuis deux autres
observatoires : MUROTO (câble de 120 km, plusieurs points de mesure)
et KUSHIRO-TOKACHI (câble) de 240 km.
 Le nœud ASSEM est une
structure d'environ deux mètres de diamètre, pesant 600kg, déployée par ROV
ou submersible.
Il est envisagé au niveau européen de
déployer un réseau d’observatoires ESONET (European Seafloor Observatory
NETwork) couvrant les marges continentales européennes de la Mer Noire à la
Norvège, constitué d’un dizaine de stations placées à des positions clefs
pour le suivi de l’évolution de l’environnement (biodiversité, impact du
réchauffement,…) ou des risques naturels (sismicité, avalanches
sous-marines,…)
http://www.ifremer.fr/dtmsi/projets/geostar/geostar.htm
http://www.ifremer.fr/assem/
http://www.ifremer.fr/esonet/
Contact :
roland.person@ifremer.fr
|
Technologie Marine
- Marine Technology
