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Thetys, un robot sous-marin au long cours

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Sans pilote, complètement autonome, il peut rester des mois dans l'océan et multiplier les plongées au service des océanographes pour des missions jusque-là inédites. Thetys est le représentant d'une nouvelle race de drones marins appelés hybrides :  ils sont en effet intermédiaires entre les sous-marins... et les planeurs.

Thetys s'apprête à plonger dans la piscine, sous les yeux de l'équipe du MBari. © Todd Walsh/2010 MBari

Son nom de baptême est Thetys, du nom de la première déesse de la mer. C'est un robot en forme de missile, de deux mètres de long pour 110 kilogrammes sur la balance, capable de plonger jusqu'à 300 mètres. En octobre 2010, il a passé le plus clair de son temps dans la baie de Monterey, en Californie, pour une étude des efflorescences algales (ou bloom planctonique).

Après quatre années de mise au point au MBari (Monterey Bay Aquarium Research Institute), une organisation très active qui avait par exemple emmené Claire Nouvian dans les abysses, il effectuait là son premier vrai travail. C'était donc aussi un test, qui, affirment les créateurs de Thetys, a dépassé leurs attentes. Avec des batteries peu chargées, le robot est resté quatre jours d'affilée sans refaire surface, se  réjouissent-ils. L'engin peut faire bien mieux puisqu'il est conçu pour une autonomie maximale de 3.000 kilomètres.

Planeurs à zéro consommation

Thetys en était à ses essais car il s'agit d'un nouveau genre de robots sous-marins. À côté des ROV (Remotely Operated Vehicles), télécommandés et reliés au navire par un câble, il existe des engins plus ou moins autonomes, capables de se déplacer sans assistance : ce sont les AUV (Autonomous Underwater Vehicles) conçus selon deux principes distincts. Les robots classiques fonctionnent comme des sous-marins. Avec leur moteur et leur hélice, ils se déplacent sous l'eau dans toutes les directions, peuvent atteindre de bonnes vitesses et, selon leur taille, qui peut être élevée, embarquer des charges utiles (les instruments scientifiques) de plusieurs dizaines, voire centaines de kilogrammes.

Ils présentent en revanche deux inconvénients : ils sont lourds à manœuvrer, exigeant un navire et un équipage spécialisés, et leur autonomie est limitée à quelques heures. Ils sont parfaits pour de courtes missions autour du navire, pour l'observation, les mesures ou le prélèvement. Certains, comme le H-ROV, peuvent être télécommandés ou fonctionner de manière autonome.

Thetys peut être manœuvré par une petite équipe (mais il faut tout de même un bateau plus grand que cette barque pour le transporter...). © Todd Walsh/2010 MBari

Pour des missions plus longues, qui peuvent durer des semaines, voire des mois, les océanographes ont imaginé un autre principe : celui du planeur, ou glider, le nom anglais souvent utilisé. Un planeur n'a pas de moteur. Comme un bathyscaphe, et avec des ballasts, il exploite la poussée d'Archimède. Sa forme et ses petites ailes lui permettent de progresser lorsqu'il monte ou descend, à la manière des planeurs des vélivoles. Un tel engin est complémentaire des « bouées profileuses », qui plongent verticalement, font leurs mesures puis remontent en surface pour expédier leurs données par radio vers un satellite.

Le planeur, lui, peut se déplacer sur de longues distances et effectuer des missions sur des zones déterminées, à condition, pour l'équipe chargée de la navigation, de maîtriser les effets des courants, et donc la dérive (c'est aussi le problème du pilote de planeur...). Comme la bouée, il remonte régulièrement en surface pour transmettre ses données. Léger, il peut être mis en œuvre par une petite équipe et même depuis n'importe quel bateau. En France, l'Ifremer envisage d'en larguer par hélicoptère pour aller surveiller la qualité des eaux côtières.

Un robot économe

Thetys est un intermédiaire entre les deux : c'est bien un planeur mais il possède un moteur et une hélice, dont il se sert avec parcimonie quand il en a vraiment besoin. Pour optimiser la consommation, et donc l'autonomie pour les instruments qui puisent dans ses batteries, Thetys dispose d'un ordinateur qui réduit à chaque instant tout ce qui peut l'être. Quand un senseur n'est pas utilisé, il est éteint et même le processeur peut fonctionner avec une fréquence plus faible.

Le moteur lui-même a deux vitesses : 1 mètre par seconde (soit 3,6 km/h) lorsqu'il faut aller vite et 0,5 m/ (1,8 km/h) lorsque rien ne presse. Comme les planeurs et les bouées profileuses, Thetys remonte de temps à autre en surface pour émettre ses données et recevoir ses ordres via le réseau de satellites Iridium.

Les concepteurs de Thetys veulent maintenant le tester sur des missions plus longues. Pour eux, de tels engins ouvrent la voie à des études impossibles auparavant, comme le suivi des efflorescences du phytoplancton. Les chercheurs espèrent maintenant suivre d'autres organismes, à commencer par le zooplancton (le plancton animal) et peut-être pouvoir un jour étudier plus finement les relations trophiques (entre prédateurs et proies), par exemple entre le krill et ses grands consommateurs, poissons ou mammifères. Il faut pour cela rester vraiment très longtemps sous l'eau...

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