Un laboratoire à distance prend forme à 2,5 kilomètres sous le niveau de la mer – Ars Technica

En 1962, l’un des premiers laboratoires de recherche sur l’habitat sous-marin et humain au monde a été créé au large de Marseille, en France, à une profondeur de 10 mètres. Le projet Conshelf 1 consistait en une structure en acier qui abritait deux hommes pendant une semaine.

Aujourd’hui, plus de 60 ans plus tard, un autre laboratoire sous-marin s’installe non loin de Marseille, cette fois pour étudier la mer et le ciel. Contrairement au Conshelf forte, le Laboratoire Souss-Marine Provence Méditerranée (LSPM) ne sera pas habitée par les humains. Situé à 40 kilomètres au large de Toulon à 2 450 mètres de profondeur, c’est le premier laboratoire sous-marin téléopéré d’Europe.

Physique sous-marine

Actuellement, trois boîtes de jonction capables d’exécuter plusieurs outils et de récupérer des données sont au cœur de LSPM. Les boîtiers, chacun de 6 mètres de long et 2 mètres de haut, sont reliés à un réseau électrique sur Terre via un câble photovoltaïque de 42 kilomètres. La partie optique de ce câble est utilisée pour collecter les données des boîtes de jonction.

Deux des boîtes de jonction sont affectées à la division ORCA du Kilometre Cube Neutrino Telescope (KM3NeT). ORCA comprend un réseau tridimensionnel de 2 070 sphères, chacune contenant 31 détecteurs appelés tubes photomultiplicateurs. Ces sphères seront disposées sur 115 lignes ancrées au fond de l’océan et ancrées par des bouées immergées. Actuellement, 15 polices ont été installées.

Le site jumeau d’ORCA, ARCA, est situé au large de la Sicile à 3 400 mètres de profondeur. Ensemble, les sites ORCA et ARCA occupent plus d’un kilomètre cube d’eau.

« Ces réseaux géants de détecteurs peuvent détecter les neutrinos émis par le ciel de l’hémisphère sud. En de rares occasions [the neutrinos] Elles interagissent avec les molécules d’eau, produisant un flash de lumière bleuté dans l’obscurité des abysses océaniques », explique Paschal Coel, directeur de recherche au Centre de Physique des Particules de Marseille et directeur du LSPM pour Ars Technica. « Détecter cette lumière permet nous permet de mesurer les directions et les énergies des neutrinos.

capteur de son

La troisième boîte de jonction est consacrée aux études des sciences marines, dont la ligne dite Albatross, constituée de deux câbles inductifs d’une longueur d’un kilomètre fixés au fond de l’océan. Ces câbles portent des capteurs pour mesurer la température de l’eau et les courants océaniques, ainsi que les niveaux d’oxygène et de pH.

le Labo Géoazur, un institut de géosciences situé près de Cannes, a mis au point un sismographe à large bande noyé dans les sédiments du fond de l’océan, permettant d’obtenir des données sismiques en temps réel. Accompagnés d’un sismographe, les chercheurs du Géoazur ont transformé l’une des fibres optiques du câble photovoltaïque principal de 42 kilomètres en un réseau géant de capteurs sismo-acoustiques.

Ce ne sont pas des capteurs traditionnels mais des défauts du verre qui apparaissent lors de la fabrication des fibres optiques. Ces défauts se retrouvent dans le réseau de fibre optique. Cela est dû aux processus de chauffage et d’étirage du verre. En raison de ces défauts, une partie de la lumière est renvoyée vers l’émetteur », a déclaré Anthony Sladen du laboratoire Geoazur. Il a ajouté qu’une onde sismique ou sonore étire ou contracte la fibre optique, modifiant ainsi le trajet de la lumière. « En mesurant ce changement, nous pouvons mesurer à la fois les ondes sismiques et sonores. »

Sladin et son équipe ont transformé les failles du réseau de verre en 6 000 capteurs virtuels qui peuvent fournir des données sur les tremblements de terre, le bruit sous-marin des navires et les vagues en temps réel.

D’autres appareils consistent en un groupe d’hydrophones capables de détecter et d’enregistrer les sons des baleines et des dauphins à différentes fréquences. Les données aideront les scientifiques à comprendre à quelle fréquence ces cétacés répètent leur localisation, ainsi que leur comportement vocal.

Plus est à venir

Pendant que les appareils susmentionnés sont en service, d’autres appareils de laboratoire, qui sont déjà installés au fond de l’océan, devraient être opérationnels d’ici l’été.

Le plus notable d’entre eux est un robot appelé BathyBot, développé par l’Institut méditerranéen d’océanographie, qui peut se déplacer au fond de l’océan grâce à des chenilles. Le BathyBot est équipé de capteurs pour mesurer la température, les concentrations d’oxygène et de dioxyde de carbone, la vitesse et la direction du courant, ainsi que la salinité et la concentration de particules.

Contrôlé depuis le rivage et dirigé par une caméra intégrée, le robot pourra également escalader un récif artificiel de deux mètres de haut et mesurer les propriétés de l’eau des sédiments du fond de l’océan.

D’autres instruments tels qu’un spectromètre gamma pour surveiller les niveaux de radioactivité et une caméra stéréo à photon unique pour mesurer la bioluminescence des organismes des grands fonds devraient commencer à fonctionner à peu près au même moment.

Selon Coyle, parce que la mer profonde n’est pas bien comprise, « des installations comme le LSPM peuvent faire progresser notre compréhension de nombreux phénomènes différents ».

« La principale chose à étudier est l’impact à long terme du réchauffement climatique. Les observations du LSPM indiquent déjà une augmentation de la température de la mer et une baisse des niveaux d’oxygène même à ces profondeurs.

Dhananjay Khadilkar est un journaliste basé à Paris.