Article invité : Comment Boaty McBoatface devient un instrument pour les sciences océaniques

En 2016, le Natural Environment Research Council (NERC) a lancé une campagne pour trouver un nom au prochain navire de recherche polaire de classe mondiale du Royaume-Uni.

Le scrutin ne s'est pas déroulé comme prévu. 

La vainqueur fugitif pour le nom du navire royal de recherche (RRS) qui remplacerait le James Clark Ross ainsi que le Ernest Shackleton était "Boaty McBoatface". Avec plus de 120,000 XNUMX votes, le nom a confortablement triomphé devant des suggestions telles que "Usain Boat" et "It's Bloody Cold Here".

Le navire a ensuite été nommé le RRS Sir David Attenborough, en l'honneur du radiodiffuseur et naturaliste vétéran, mais la popularité publique du nom Boaty McBoatface ne pouvait être ignorée.

L'année suivante, le Centre National d'Océanographie (NOC) a annoncé que son trois nouveaux véhicules sous-marins autonomes (AUV) porteraient fièrement le nom. 

Ces robots sous-marins – d'environ 3.5 mètres de long et 80 cm de diamètre – sont utilisés pour explorer les océans du monde sans avoir besoin d'un pilote humain, recueillant des données dans des zones reculées qui seraient autrement inaccessibles.

Au cours des cinq dernières années, Boaty a été déployé dans le monde entier pour soutenir la recherche sur le climat. Les expéditions comprennent un voyage de 40 km sous les plates-formes de glace de l'Antarctique pour étudier les impacts du changement climatique sur le glacier Thwaites.

Où tout a débuté

Le premier véhicule sous-marin autonome a pris la mer dans les années 1950 et était destiné à être utilisé à des fins commerciales, militaires et de renseignement. 

L'appareil, mis au point par le Laboratoire de physique appliquée ainsi que le Université de Washington aux États-Unis, a été nommé SPURV (Véhicule de recherche sous-marine à usage spécial). Conçu pour la recherche dans les eaux arctiques, sa coque était en aluminium et il avait une forme de torpille. Le contrôle de cet AUV a été effectué par des communications acoustiques et a été utilisé avec succès dans la recherche océanographique jusqu'en 1979.

Le Centre national d'océanographie (NOC) a développé notre sous-auto gamme d'AUV depuis les années 1990. L'objectif a été de prendre la technologie existante des véhicules sous-marins et d'améliorer ses capacités de recherche dans toutes les disciplines, y compris l'océanographie physique et les géosciences.

En juin 1996, la toute première mission d'autosub du NOC a eu lieu à Empress Dock au NOC de Southampton. Cela a commencé par une série de courts essais pour démontrer comment l'AUV pouvait être contrôlé à distance. 

Un mois plus tard, la première mission autonome de cinq minutes a eu lieu pendant une semaine d'essais à Portland Harbour dans le Dorset. Le sous-marin automatique a plongé à trois mètres, a maintenu un cap constant et une profondeur contrôlée à moins d'un demi-mètre de ce qui était requis.

Avance rapide jusqu'à aujourd'hui et notre flotte d'AUV peut désormais plonger jusqu'à 6,000 XNUMX mètres et naviguer à travers des canaux étroits sous des calottes glaciaires - des zones qui étaient auparavant inaccessibles aux navires de recherche. Ce développement rapide signifie que les AUV peuvent prendre des mesures partout, des régions éloignées aux mers ouvertes tumultueuses.

La flotte d'AUV de NOC peut être équipée d'une gamme de capteurs, permettant aux scientifiques de mesurer des données telles que la température, la salinité, les courants océaniques et la forme des fonds marins. 

Avant d'être lancés, les AUV sont programmés avec des instructions indiquant où aller, quoi mesurer et à quelles profondeurs aller. Grâce à une technologie de capteurs de pointe, les AUV peuvent être déployés depuis un navire ou à terre et parcourir des centaines de kilomètres en mer pour recueillir des données importantes sur le climat de la Terre, réduisant ainsi le besoin d'expéditions longues et coûteuses avec équipage.

AUV en action

Les AUV offrent de multiples avantages à la communauté scientifique. Ils ont une longue durée de vie de la batterie et peuvent couvrir de plus longues distances, ce qui leur permet d'être déployés pendant des mois à la fois. Cela permet aux scientifiques de recueillir des données sur des périodes prolongées et donc de développer des enregistrements d'observation plus complets.

Par exemple, nous avons récemment mené une étude étudier les lacunes dans les connaissances sur la façon dont l'océan absorbe le carbone organique à travers le pompe à charbon biologique. Ce processus crucial voit la matière organique couler au fond de l'océan, emportant avec elle le carbone qu'elle a prélevé dans l'atmosphère.

L'équipe a utilisé une technologie sous-marine autonome pour évaluer les éléments du cycle du carbone afin de mettre à jour les projections futures de la pompe. L'étude a mis en évidence la disparité entre la force de la pompe à carbone biologique dans la génération actuelle de modèles climatiques utilisé pour Groupe d'experts intergouvernemental sur les changements climatiques (GIEC). La nouvelle recherche a identifié les observations nécessaires pour réduire les incertitudes dans les estimations actuelles et futures du cycle global du carbone dans l'océan, permettant des modèles climatiques plus robustes.

Cette année, l'équipe intègre de nouveaux capteurs de laboratoire sur puce et des systèmes de caméras à particules pour permettre aux scientifiques d'évaluer comment le carbone se déplace dans l'océan. Des innovations incroyables ont été faites dans la durée de couverture que les AUV peuvent obtenir dans des endroits spécifiques, améliorant encore notre compréhension des variations entre les différentes saisons.

Glacier Thwaites et champs de pétrole à la retraite

Au début de 2022, les ingénieurs se sont dirigés vers le glacier Thwaites en Antarctique pour aider les scientifiques à comprendre causes de sa perte de glace afin de mieux prédire comment sa détérioration pourrait contribuer à l'élévation du niveau de la mer. 

En raison de la glace de mer inhabituellement épaisse et dense autour de Thwaites, l'équipe a mené son étude autour de la plate-forme de glace Dotson voisine. 

Boaty McBoatface a parcouru plus de 40 km sous la banquise, mesurant les courants océaniques, la turbulence et d'autres propriétés de l'eau de mer, telles que la température, la salinité et l'oxygène dissous. Ces informations – qui sont toujours en cours de traitement – ​​nous aideront à comprendre les propriétés des eaux profondes situées loin sous les plates-formes de glace et à étudier comment elles entraînent les processus de fonte. 

L'utilisation de l'autosub à longue rage a contribué à changer la façon dont nous recueillons des données océaniques importantes pour comprendre les effets du changement climatique.

Nous avons également commencé à tester le concept d'utilisation de Boaty pour une surveillance de haute technologie à faible impact afin de détecter tout impact environnemental potentiel sur les champs pétrolifères en fin de vie. 

À l'automne 2022, Boaty a été chargé de surveiller les sites industriels en mer du Nord. L'autosub a exploré plusieurs sites pétroliers et gaziers désaffectés ainsi que la zone de protection marine de Braemar Pockmarks – recueillant des données sur l'eau, les polluants et les courants, ainsi que des images du fond marin. 

À mesure que les sites pétroliers et gaziers sont fermés, les sous-marins automatiques peuvent jouer un rôle crucial dans l'évaluation et la surveillance des zones marines avant, pendant et après les opérations de démantèlement.

Le succès de ce projet devrait permettre une révolution dans la manière dont les levés marins sont entrepris en aidant l'industrie à faire la transition vers ses objectifs nets zéro.

Quel est le prochain?

Cette année, le CNO travaille à étendre les capacités de nos AUV pour prendre en charge un plus large éventail de disciplines scientifiques. 

Nous intégrerons de nouveaux capteurs innovants pour équiper nos sous-marins automatiques prêts à soutenir les recherches biogéochimiques à venir dans l'Atlantique Nord, tout en améliorant leur autonomie pour des déploiements à long terme près et sous la banquise en Antarctique.

Dans un autre projet, nous travaillons actuellement à la livraison d'un nouveau Capacité océanographique nette zéro (NZOC) programme de recherche. Celui-ci vise à développer une capacité de recherche océanique avec une empreinte carbone réduite.

Cela nécessitera une transition technologique qui s'étend des carburants verts, des opérations automatisées des navires, de la technologie de batterie de pointe, de l'optimisation de l'IA, des nouvelles technologies de capteurs et de la robotique de pointe.

Nous sommes ravis de voir quelles autres premières que Boaty McBoatface peut réaliser à l'avenir.

• Contenu propulsé par le référencement et distribution de relations publiques. Soyez amplifié aujourd'hui.
• Platoblockchain. Intelligence métaverse Web3. Connaissance Amplifiée. Accéder ici.
• La source: https://www.carbonbrief.org/guest-post-how-boaty-mcboatface-is-becoming-instrumental-for-ocean-science/