L’avenir des technologies sous-marines

Dans les années 70.

©Ifremer/Stéphane LesbatsL’intérêt se portait vers les sous-marins habités car, pour les scientifiques, la présence de l'homme au fond est, comme dans l'espace, un impératif dans les missions d'exploration. Aboutissement de cette stratégie, Nautile, en service depuis 1984, est l'un des six engins profonds opérationnels dans le monde qui a la capacité de plonger jusqu'à 6000 m. Caréné en 2002, il a réalisé plus de 1800 plongées. Il intervient dans la reconnaissance de sites, la mise en oeuvre et la maintenance d'instrumentation, les prélèvements… et est intervenu sur des épaves polluantes telles le Prestige.

Dans les années 80.

Les systèmes habités, également utilisés dans les applications offshores, ont été remplacés par des engins télé-opérés de type ROV (Remotely operated vehicle). Leur principale vertu est de réduire les coûts d'opérations, d'allonger les temps d'opérations sur le fond et de permettre le suivi des plongées par un plus grand nombre d'acteurs à bord du navire.
La demande de plus grande productivité sur le fond a également émergé à partir de 1990 avec l'évolution des programmes scientifiques de l'exploration vers l'étude et l'instrumentation de sites, et vers des applications pluridisciplinaires. Opérationnel depuis 1997, Victor 6000 a passé plus de 5000 h en plongée jusqu'à 6000 m et l’Ifremer fait partie, grâce à lui, des leaders mondiaux de ce secteur. L'engin peut embarquer jusqu'à 600 kg de charge utile scientifique au sein de modules instrumentés et interchangeables en mer, en fonction des missions.

Nouvelle étape dans les années 2000,

Afin d'élargir les territoires d'exploitation potentiels et la vitesse d'exécution, les AUVs (Autonomous Underwater Vehicle) ont ensuite complété les performances des véhicules remorqués profonds. L’unité Systèmes Sous-marins du Centre Ifremer Méditerranée de La Seyne-sur-Mer a notamment imaginé Asterx et Idefx, des engins autonomes capables d'accueillir diverses charges utiles scientifiques tout en plongeant à moins 3 000 m pendant 24 h en toute autonomie. Conçus comme des systèmes modulaires, ils assurent des missions cartographique, physique, halieutique, physico-chimique, etc. Dans cette filière, l’Ifremer contribue également en coopération avec une PME du Pôle de compétitivité Mer PACA au développement d’une nouvelle génération de planeurs sous-marins autonomes les SeaExplorer, capables d’onduler dans les 700 premiers mètres d’immersion pendant de très longues périodes (plusieurs mois) pour mesurer des paramètres physicochimiques de l’océan.

Aujourd’hui,

L’Ifremer développe, dans le cadre d’un groupement de recherche européen qui associe des instituts de recherche français et allemands, une nouvelle génération d’engins sous-marins autonomes en énergie, dit hybrides, capables de plonger soit en mode autonome, soit en mode téléopéré au travers d’une fine fibre optique gérée depuis le véhicule. Ces engins baptisés H-ROV (pour Hybrid Remotely Operated Vehicle), sont des moyens d’intervention, d’inspection et de cartographie haute résolution, qui se positionnent entre le robot téléopéré et l’AUV. Ils seront très flexibles en terme d’usages et pourront indifféremment plonger sur de nombreux sites ; zones très accidentées profondes, comme les canyons sous marins, sites petits fonds en domaine côtier parfois encombrés, infrastructures sous marines complexes comme des observatoires sous marins, ou sous la glace. Ils pourront être déployés à partir de navires de petite taille non nécessairement spécialisés (navires sans positionnement dynamique et sans moyens importants de levage), ce qui permettra d’optimiser les coûts d’opération et la disponibilité de ces robots.
Le Centre Ifremer Méditerranée qui héberge l’unité Systèmes Sous-marins où est développé le H-ROV, va inaugurer en septembre prochain sur son site à La Seyne-sur-Mer, le Centre Européen de Technologies Sous-Marines (CETSM). Le CETSM vise à fédérer les activités scientifiques et technologiques françaises dans ce domaine et à accueillir les différents partenaires européens.

Les défis de demain

Le domaine océanique est un réservoir de ressources minérales (granulats, nodules, amas sulfurés, encroûtements...), énergétiques (pétrole et gaz, énergies marines renouvelables) et biologiques (biodiversité, souches, molécules…), dont toutes les richesses ne sont pas encore connues. Pour cela, il convient d'aboutir à une meilleure estimation des potentialités de toutes les réserves par une compréhension poussée des phénomènes ayant conduit à leur genèse et à leur localisation. La connaissance fondamentale de l'océan profond est, dans ce contexte, capitale du fait de la variété des processus géologiques, écologiques et biologiques qui s'y déroulent, de la diversité des écosystèmes qu'il abrite.
Les principaux défis concernent le développement d'instrumentations marines basées sur des disciplines variées, nécessaires pour progresser dans les moyens de mesure in situ (reconnaissance, évaluation des ressources, impact environnemental), de techniques expérimentales en laboratoire pour simuler certains phénomènes de fond de mer, et d'équipements innovants et fiables pour la mise en exploitation de nouveaux champs pétroliers à grande profondeur, le prolongement de l'exploitation des champs matures, l'exploitation des ressources minérales et des ressources énergétiques renouvelables.©Ifremer-Yves Gladu
Pour répondre à ces défis scientifiques, économiques, géopolitiques, l’Ifremer est impliqué dans des recherches sur:
- la formation des marges continentales. Elles font l'objet de recherches à forts enjeux socio-économiques, car elles sont le lieu d'enregistrements des indicateurs globaux de changement de la Planète, mais aussi de systèmes de piégeage de ressources, notamment en hydrocarbures. Cela nécessite l'étude géophysique et la réalisation de modèles et de bilans de transfert de matière à l'échelle des marges. De nouveaux outils d'imagerie à plus haute résolution sont nécessaires, sismiques et acoustiques. L'instrumentation posée sur le fond pour l’acquisition de longues séries temporelles de données apportera dans les années à venir des avancées significatives ;
- les processus géologiques et géochimiques liés aux circulations de fluides sur les marges et les dorsales océaniques. Pour localiser l'activité hydrothermale dans différents contextes géologiques, il est important de comprendre la variabilité des processus, d'identifier les zones les plus actives et de déterminer les facteurs contrôlant la dimension et la composition des minéralisations sulfurées. Des outils spécifiques d'exploration sont développés pour faciliter l'exploration avec des coûts compétitifs;
- les risques géologiques. Les océans sont le siège d'activités sismiques, de formation d'hydrates de gaz, d'instabilités de pente liées aux accumulations de sédiments induisant des risques en zone littorale ou pour des zones d'exploitation ou de mise en place d'installations en mer (industries pétrolières et câblières) ;
- l'étude des écosystèmes. Les actions entreprises ont pour but de décrire la diversité biologique des écosystèmes profonds et comprendre les interactions entre les communautés biologiques et leur biotope par des approches interdisciplinaires multi-échelles, de l'écosystème à la molécule. Ces études sont appliquées aux effets anthropiques sur l'environnement et la biodiversité en mer profonde.

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