Les observatoires sous-marins

Un nouvel outil pour la connaissance des océans

L'observation des fonds océaniques a reposé pendant de longues années sur une instrumentation s'appuyant sur des navires de surface et fonctionnant pendant des durées relativement courtes (de quelques semaines à quelques mois).

Parmi les premiers observatoires de ce type réalisés par l'Ifremer (dans les années 90), il y a eu NADIA, navette conçue pour instrumenter d’anciens puits forés dans le cadre d'un programme scientifique.

Les sismomètres actuellement déployés par l'Ifremer entrent aussi dans cette catégorie d'observatoires.

Mais ce type d'observation ne suffit plus. Pour comprendre les phénomènes mis en évidence lors des campagnes d'exploration, puis élaborer des modèles pour pouvoir demain prévoir l'évolution de l'environnement ou les risques sismiques, il faut disposer d'équipement de surveillance en continu.

Une instrumentation "temps réel" permet aussi de contrôler la qualité des données acquises et de gagner beaucoup de temps dans la gestion des opérations.

Un nouveau mode d'investigation de l'océan basé sur l'utilisation d'observatoires "fond de mer - long terme et temps réel" apparaît donc, permettant d'obtenir des données dans les quatre dimensions.

La réalisation de tels observatoires implique de résoudre trois problèmes :
- 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.

Et pour la transmission, un câble jusqu'au rivage, ou une bouée en surface servant de relais vers un satellite ?

Bien que ce concept ait été présenté depuis plusieurs années, l'importance des investissements à réaliser a limité le nombre de réalisation.

En Europe

Un premier projet - GEOSTAR - consiste à développer puis tester en mer, un observatoire permanent, autonome et susceptible de recueillir et de transmettre des mesures diverses en sismique et géophysique, ainsi que certains paramètres océanographiques jusqu’à des profondeurs de 4000 mètres.

La première mission du système GEOSTAR a été une campagne de mesures de sept mois par 1900 mètres de fond au large de l’île d’Ustica (Sicile).


GEOSTAR

Un deuxième projet européen - ASSEM - est un nouveau concept d’observatoire dédié à la surveillance à long terme d’une zone de quelques km2.

Il est constitué d'un ensemble de nœuds installés par submersible ou ROV, de structure identique (environ 2 mètres de diamètre, 600 kg), reliés à des capteurs disposés dans l’eau, le fond ou le sédiment. Ils communiquent 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 à la terre par un câble.


Un noeud ASSEM

Autre projet européen : le déploiement du réseau d’observatoires ESONET.

Il s'agit de couvrir les marges continentales européennes de la mer Noire à la Norvège. Une dizaine de stations sont 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,…).

Ailleurs dans le monde

Des réalisations américaines et japonaises montrent ce que seront les observatoires du futur. Ils effectuent principalement des mesures sismiques.

H2O (Hawai'i-2 Observatory) est le premier observatoire profond américain. Il est installé depuis 1998 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.

Japon : L’observatoire de HATSUSHIMA Island a été installé en 1993 dans une zone sismique très active à une profondeur de 1 174 mètres. Il est relié à la terre par un câble fibre optique de 8km. Fort de cette expérience, d'autres observatoires ont été installés par les Japonais.