Une nouvelle génération de capteurs sur site et connectés au Web pour surveiller un océan en mutation
De nature biologique, géologique ou chimique, les processus océaniques peuvent se dérouler en moins d'une seconde ou sur plusieurs siècles, à une échelle comprise entre quelques microns et plusieurs kilomètres. Les océans recouvrent 70 % de notre planète et les échantillonner de façon efficace représente une tâche difficile et coûteuse en temps et en ressources. La plupart des techniques d'échantillonnage sont basées sur des analyses en laboratoire coûteuses et sur des travaux sur le terrain. Les données sont collectées dans un délai et sur une zone limités, ce qui se traduit par une mauvaise résolution de l'échantillonnage. Le projet NeXOS, financé par l'UE, s'est attaqué à ce problème en mettant au point huit nouveaux systèmes de capteur bon marché, compacts et multifonctionnels pouvant être déployés sur de nombreuses plates-formes, telles que des flotteurs, des planeurs sous-marins, des systèmes d'observation amarrés ou des navires de passage tels que des ferries. Ces capteurs sont basés sur des technologies optiques ou acoustiques et répondent aux descripteurs identifiés par la directive-cadre Stratégie pour le milieu marin pour un Bon État Écologique (GES). Selon le Dr Eric Delory, coordinateur du projet, «ils permettront aux scientifiques de mesurer un plus grand nombre de variables relatives au changement climatique, en particulier celles qui sont liées à l'acidification des océans et au cycle du carbone. Ils aideront également à faire des recherches sur les écosystèmes et à étudier la biodiversité, depuis le phytoplancton jusqu'aux baleines.» Deux de ces nouveaux capteurs ont été utilisés dans le cadre de la Politique commune de la pêche, pour mesurer des variables relatives à une approche écosystémique des zones de pêche. Améliorer la fiabilité et la traçabilité des données L'équipe a développé des services en aval pour le Système mondial d'observation des océans et la Politique commune européenne de la pêche. Les nouvelles capacités d'interfaçage du boîtier de capteur NeXOS sont destinées à permettre la collecte de données en temps réel, sans exiger la présence sur site d'un spécialiste pour installer les capteurs ou effectuer les mesures. «En utilisant des descriptions de métadonnées standard, il est facile de tracer et de transmettre à des courtiers de données toutes les données recueillies par les capteurs de NeXOS», explique le Dr Delory. Les partenaires du projet ont également mis au point une solution d'antifouling intelligente et très peu gourmande en énergie basée sur l'électrochloration, afin d'améliorer la qualité des données et la fiabilité des capteurs dans le cadre d'un déploiement sur le long terme. Ce système réduit les coûts de maintenance et améliore la qualité des données collectées en limitant les perturbations dues à l'encrassement biologique. Il permet d'éviter l'utilisation d'agents d'antifouling risquant de diffuser dans l'environnement marin des produits chimiques potentiellement toxiques. De meilleures prévisions sur la santé des océans Résultat du développement des activités humaines, le bruit perturbant l'environnement marin devient maintenant préoccupant et l'acoustique passive peut contribuer à caractériser et à réduire son impact. «NeXOS a mis au point de nouveaux capteurs acoustiques passifs se présentant sous la forme d'hydrophones intelligents, capables de mesurer les sources acoustiques humaines et biologiques, ainsi que le bruit sous-marin en général. Il en a fait la démonstration sur des planeurs sous-marins, des flotteurs Argo et des plates-formes d'observation fixes», déclare le Dr Delory. Pour la surveillance sur le long terme, il est possible d'utiliser des techniques exploitant des propriétés optiques inhérentes telles que la fluorescence et l'absorption, car ces propriétés sont indépendantes des conditions de lumière ambiante. Elles peuvent fournir des informations sur de nombreux composants de l'environnement marin, en particulier sur les contaminants et les constituants dissous et particulaires du cycle biologique du carbone. «NeXOS a promu l'innovation en mettant au point de nouveaux capteurs optiques multifonctionnels compacts à faible consommation, basés sur des techniques de fluorescence, d'absorption et spectrophotométriques, dont il a pu faire la démonstration sur des planeurs en eau profonde», commente le Dr Delory. «En déployant les capteurs de NeXOS à partir de ferries et sur des filets de pêche, ainsi que sur des plates-formes autonomes et peu coûteuses, nous pourrons mieux échantillonner les océans, ce qui réduira les incertitudes liées à la prévision des paramètres ou des indicateurs de la santé des océans», conclut-il.
Mots‑clés
NeXOS, océan, capteur, échantillonnage, directive-cadre Stratégie pour le milieu marin
