Planeur sous-marin
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Un planeur sous-marin[1], en anglais : underwater glider ou glider AUV, ou glider sous-marin, est un appareil autonome (AUV) ou semi-autonome (SAUV), de mesure en milieu aquatique - le terme glider signifiant en français : « planeur ». Il gère sa profondeur avec un système de ballasts comparable aux sous-marins. Une succession de cycles de plongée et de remontée avec une trajectoire inclinée — forcée par des ailettes ou sa forme d'aile — lui permettent d'avancer sous l'eau.
Description
modifierLa plupart des planeurs sous-marins ont une forme hydrodynamique fuselée (comme une torpille) au corps cylindrique, et sont dotés d'ailerons leur permettant de planer. Certains possèdent de larges ailes leur donnant une allure d'avion, d'oiseau ou de raie. Ils ne sont généralement pas équipés de moteur ni a fortiori d'hélice. La plongée se fait par remplissage de ballast et des ailettes orientables donnent les directions à suivre sur deux axes, pente (pour la profondeur) et trajectoire (pour la longitude et la latitude). Il ne peut pas aller contre un courant trop puissant.
Ils renferment différents capteurs adaptés aux missions qui leur sont attribuées. De manière générale, un planeur sous-marin est doté d'un capteur de pression (permettant d'estimer la profondeur), un gyromètre (pour se repérer durant sa trajectoire) et d'une antenne satellite. Il peut détecter les courants marins, la salinité, la température, les bruits ambiants, etc.
En fin de mission ou lorsque cela est programmé, le planeur remonte à la surface (en remplissant progressivement ses ballasts d'un gaz ou en lâchant du lest, généralement de la grenaille de fer, ou en vidant le compartiment ballast si celui-ci est initialement rempli d'eau). Il peut alors transmettre par liaison satellite les données qu'il a récoltées, puis poursuivre sa mission ou bien être récupéré en signalant son positionnement.
Innovations en termes de neutralisation de la flottabilité
modifierPour améliorer l'endurance et la stabilité des planeurs sous-marins et des engins de type flotteur à flottabilité neutre, on[Qui ?] cherche depuis longtemps à s'inspirer de la vessie natatoire des poissons ou, par toute autre manière, de mieux minimiser et contrôler le facteur de flottabilité pour le maintenir autour de zéro (la neutralité) ; ce facteur étant défini comme le rapport de la masse de pression de la coque au déplacement non déformé, en anglais : ratio of pressure hull mass to the undeformed displacement)[2],[3].
Récemment (à la fin des années 2010), en utilisant une coque sphérique et en s'appuyant sur la « théorie des coques minces », sur la méthode des fonctions de pénalité (PFM) et sur un algorithme génétique à population multiple (MPGA), des chercheurs chinois de la School of Mechanical Engineering, de l'Université de Tianjin, ont mis au point une coque de pression à sphères sécantes multiples (MIS), qui améliore grandement (+69,69 %) la compensation de flottabilité, permettant de rapprocher l'engin de la flottabilité neutre en consommant moins d'énergie (capacité de la batterie accrue de +12,89 %)[2].
Transmission des données
modifierLes données peuvent être récoltées en une ou plusieurs plongées dont la durée varie de quelques minutes à plusieurs jours ou semaines voire plus[4].
Les grands jeux de données doivent être transmis à un serveur ou à un opérateur quand le planeur sous-marin est en surface, car on ne dispose pas à ce jour de moyens d'envoyer un grand flux de données sous l'eau « sans fil », ce milieu étant impropre à la diffusion d'ondes moyennes et courtes.
Inconvénients
modifierL'inconvénient des planeurs sous-marins par rapport aux ROV (ou à des balises et capteurs embarqués sur des mammifères marins tels que phoques ou éléphants de mer) est sa faible capacité à éviter des obstacles (côtes, objets flottants, sonde bathymétrique non référencée, ou glace de mer).
Alternatives
modifierIl existe aussi des engins flottants utilisant des voiles, des panneaux solaires ou l'énergie des vagues pour se déplacer en autonomie totale, et capables de faire des mesures de surface ou près de la surface, comme le Wave Glider de Liquid Robotics[5].
Usage
modifierLa plupart des planeurs sous-marins sont utilisés soit pour des missions militaires, soit pour la recherche en océanographie physique. Le CNRS au travers de la division technique (DT) de l'Institut national des sciences de l'Univers (INSU) s'est doté depuis 2008 d'un parc de planeurs sous-marins[6].
Pour les militaires, ce type de moyen permet deux sortes de récolte d'informations : soit le bruit émis par des adversaires, particulièrement sous-marins, soit la caractérisation physique de la colonne d'eau. Cette dernière mesure (salinité, turbidité, température) est très importante dans la lutte sous-marine, car elle a une incidence sur la propagation du son, créant des « zones d’ombres » inaccessibles aux sonars. Les connaître est essentiel pour la lutte sous la mer[7]. La marine française envisage d'en doter le Service hydrographique et océanographique de la Marine (SHOM), mais aussi ses navires de guerre, pour un moindre coût matériel et humain. Elle teste le SeaExplorer de l’entreprise française ALSEAMAR (1 000 mètres de profondeur, une centaine de jours d'autonomie) en 2024[8]. En , elle en commande cinq exemplaires[9].
Notes et références
modifier- ↑ L’avenir des technologies sous-marines[réf. obsolète], Ifremer.
- 1 2 (en) Ming Yang, Shaoqiong Yang, Yanhui Wang et Yan Liang, « Optimization design of neutrally buoyant hull for underwater gliders », Ocean Engineering, vol. 209, , p. 107512 (DOI 10.1016/j.oceaneng.2020.107512, lire en ligne, consulté le )
- ↑ Xudong Xie, Yanhui Wang, Yang Song et Shaoqiong Yang, « An Optimal Passive Buoyancy Compensation System for Deep-sea Gliders Based on GA », Global Oceans 2020: Singapore – U.S. Gulf Coast, IEEE, , p. 1–5 (ISBN 978-1-7281-5446-6, DOI 10.1109/IEEECONF38699.2020.9389000, lire en ligne, consulté le )
- ↑ (en-US) « Autosub Long Range 6000: A Multiple-Month Endurance AUV for Deep-Ocean Monitoring and Survey », sur ieeexplore.ieee.org (consulté le )
- ↑ « Accueil », sur Institut français de recherche pour l'exploitation de la mer (consulté le ).
- ↑ « dt.insu.cnrs.fr/gliders/glider… »(Archive.org • Wikiwix • Google • Que faire ?).
- ↑ Laurent Lagneau, « Un engin sous-marin présumé chinois a été trouvé par des pêcheurs philippins », sur Opex360, (consulté le )
- ↑ Laurent Lagneau, « La frégate Provence a évalué l'apport de planeurs sous-marins au sein du groupe aéronaval », sur Opex360, (consulté le )
- ↑ Vincent Groizeleau, « Alseamar vend à la marine française ses premiers planeurs sous-marins militaires SeaExplorer 1000-M », sur Mer et Marine, (consulté le )
