Science et Environnement
L’Alfred Merlin, futur navire hauturier des archéologues sous-marins du DRASSM

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L’Alfred Merlin, futur navire hauturier des archéologues sous-marins du DRASSM

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Débutée en septembre 2019, la construction du nouveau navire amiral du Département des Recherches Archéologiques Subaquatiques et Sous-Marines a franchi une étape importante début juillet avec la cérémonie de jonction de ses deux moitiés de sa coque. D’imposantes structures en composite réalisées en infusion par le chantier iXblue de La Ciotat. Le navire, qui va prendre le nom d’Alfred Merlin, en hommage à l’archéologue français qui dirigea de 1907 à 1913 la première fouille archéologique sous-marine au monde, doit être mis à l’eau en toute fin d’année, en vue d’une livraison au DRASSM en mai 2021.

 

Les deux demi-coques jonctionnées (© IMAGES EXPLORATIONS - FREDERIC OSADA)

Les deux demi-coques jonctionnées (© IMAGES EXPLORATIONS - FREDERIC OSADA)

 

Long de 46 mètres pour une largeur maximale de 10.8 mètres et un tirant d’eau de 3.2 mètres, l’Alfred Merlin affichera une jauge de 498 UMS et un tonnage de 420 tonnes à pleine charge (380 à mi-charge). Il va compléter la flottille du DRASSM, constituée de deux unités récentes déjà construites par iXblue : l’André Malraux (36 mètres) et le Triton (14.5 mètres), livrés par le chantier des Bouches-du-Rhône en 2012 et 2016.

 

L'André Malraux (© MICHEL FLOCH)

L'André Malraux (© MICHEL FLOCH)

Le Triton (© IXBLUE)

Le Triton (© IXBLUE)

 

Nettement plus grand, ce troisième navire, spécialement conçu pour les missions hauturières, va permettre au Département de réaliser un nombre plus important de missions, tout en disposant enfin d’une plate-forme multifonctions taillée pour des projections lointaines, en particulier vers les territoires d’Outre-mer où les besoins en matière de fouilles archéologiques sous-marines sont importants.

Adoptant un design original imaginé par les architectes de Mauric, l’Alfred Merlin est le fruit d’un projet innovant, baptisé NESSIE (Novel Efficient Survey Ship InitiativE), avec une coque adoptant un design semi-SWATH (Small Waterplane Area Twin Hull) réalisée en composite spécial intégrant des tissus de carbone nés de fibres recyclées. La forme semi-SWATH permet d’accroître la stabilité, en particulier à très petite vitesse, d’autant que le navire est équipé d’un réservoir de compensation de gîte. Elle offre également l’opportunité de disposer sur l’arrière d’un vaste pont de travail, qui présentera une surface de 150 m² comprenant une extension latérale sur tribord. Ce navire, l’un des plus grands au monde réalisé en composite, constituera également, de ce point de vue, un laboratoire flottant. Alors qu’iXblue est engagé dans le projet européen Fibreship pour démontrer la possibilité de réaliser des bateaux de plus de 50 mètres et 500 UMS de jauge en matériaux composites, ce que la règlementation interdit aujourd’hui, l’Alfred Merlin voit sa coque instrumentée. Des réseaux de Bragg (fibres optiques) ont ainsi été installés dans le bordé afin de mesurer, en temps réel, les contraintes exercées sur la coque. Cela permettra de suivre, au fil des années, le comportement de la structure par rapport aux simulations et analyses existantes et, ainsi, optimiser la construction de futurs navires de grande taille en composite.

 

Maquette de l'Alfred Merlin (© DRASSM -

Maquette de l'Alfred Merlin (© DRASSM -  S. CAVILLON)
 

Un matériau qui permet notamment de supprimer les traitements anticorrosion, et surtout de réduire significativement le poids des bateaux, ici de l’ordre de 60% par rapport à une unité équivalente en acier. Un gain considérable qui permet d’optimiser la capacité d’emport du navire et, surtout, de réaliser d’importantes économies d’énergie. En matière de propulsion, tenant compte du retour d’expérience de l’André Malraux, ce n’est pas cette fois une propulsion principale diesel-électrique qui a été retenue mais une architecture plus simple : un moteur thermique de 1670 kW et une seule ligne d’arbre (hélice à pas fixe) pour les transits. Et pour les phases de survey, à petites vitesses ou position stationnaire, une propulsion auxiliaire diesel-électrique basée sur deux hydrojets azimutaux (2 x 100 kW) combinés aux deux propulseurs d’étrave (2 x 150 kW), avec positionnement dynamique. Ces propulseurs seront alimentés en électricité par quatre générateurs (3 x 250 kW et 1 x 80 kW). L’Alfred Merlin pourra atteindre la vitesse de 15 nœuds. Il offrira une autonomie de 10 jours et pourra franchir jusqu’à 3500 nautiques. On notera que les soutes à combustible sont des réservoirs en composite intégrés à la coque, ce qui permet là aussi de gagner de l’espace et du volume par rapport à des cuves en acier.

Le recours à cette coque en composite plus légère et nécessitant donc des moteurs moins gros, permettra aussi d’améliorer la signature acoustique et de limiter la propagation des vibrations et des bruits sous-marins. Avec à la clé de meilleures performances des senseurs.

Le navire sera équipé d’un sondeur multifaisceaux, un sonar à ouverture synthétique, un gradiomètre, un célérimètre, une sonde température, un sondeur pénétrateur de sédiments une balise USBL et des robots sous-marins.

Les équipements scientifiques, notamment hydrographiques et océanographiques, seront pour partie intégrés dans une gondole, structure en composite située sous la quille.

Le pont de travail pourra accueillir un conteneur de 20 pieds et trois de 10 pieds, le navire disposant d’un portique ultraléger en fibre de carbone d’une capacité de levage de 7 tonnes et équipé d’un treuil de 2 t. S’y ajoutera une grue de 15 t/m, un treuil scientifique avec câble électro-tracteur de 3000 mètres et une perche supportant le système USBL.

 

Les deux demi-coques jonctionnées (© IMAGES EXPLORATIONS - FREDERIC OSADA)

Les deux demi-coques jonctionnées (© IMAGES EXPLORATIONS - FREDERIC OSADA)

Maquette de l'Alfred Merlin (© DRASSM -

Maquette de l'Alfred Merlin (© DRASSM -  S. CAVILLON)

 

Le navire pourra loger jusqu’à 28 personnes, dont 22 archéologues, son équipage étant composé de 6 marins. Il abritera des salles de travail, des espaces dédiés au matériel de plongée (à l’air et au mélange), un PC Scientifique et un laboratoire robotique dédié à la mise en œuvre des robots sous-marins et drones pour lesquels l’Alfred Merlin a été taillé.

 

Le robot Speedy, conçu et réalisé par le LIRMM pour le DRASSM, équipé d’une griffe pour prélever des objets fragiles 

Le robot Speedy, conçu et réalisé par le LIRMM pour le DRASSM, équipé d’une griffe pour prélever des objets fragiles (© TEDDY SEGUIN - FREDERIC OSADA)

 

Des engins conçus et développés par le DRASSM dans le cadre d’un grand programme robotique initié en 2012 et pour lequel il travaille avec le Laboratoire d'Informatique, de Robotique et de Microélectronique de Montpellier (LIRMM). Faute de trouver sur le marché des équipements capables d’intervenir sans risque sur des collections archéologiques particulièrement complexes et fragiles, toute une famille de robots sous-marins télé-opérés (ROV) a été imaginée. Des appareils adaptés aux missions sur des matières organiques, du métal, du verre, de la céramique, du bois et du mobilier ayant longtemps séjourné dans l’eau. Des ROV qui sont à cet effet équipés de différents outils, comme des aspirateurs, des griffes, des mains… « Conçues et fabriquées en France, classées dans trois registres opérationnels, de nombreuses machines aptes à effectuer les missions archéologiques les plus sensibles dans l’environnement généralement chaotique des épaves ont à cette occasion vu le jour. Ces robots, qui peuvent intervenir jusqu’à 1000 m de fond, sont ainsi à même de réaliser des couvertures photo et vidéo ou des prises de vue photogrammétriques, d’assurer des tâches de nettoyage par aspiration ou suçage du sédiment, ou de prélever les objets les plus fragiles. Dotés d’outils originaux et d’algorithmes innovants, ces robots, qui opèrent sans jamais toucher le sol, contrairement aux robots industriels, sont également conçus pour travailler en équipe, de sorte que, fréquemment, le DRASSM déploie simultanément de deux à quatre machines », explique Michel L’Hour, conservateur général du patrimoine et directeur du DRASSM.

 

Mise à l’eau du ROV Perseo (Copetech) depuis l’André Malraux en 2012 

Mise à l’eau du ROV Perseo (Copetech) depuis l’André Malraux en 2012 (© TEDDY SEGUIN)

 

Un nouveau ROV pour intervenir à 2500 mètres de profondeur

Dans le sillage de la construction de l’Alfred Merlin et pour tirer le meilleur parti des capacités hauturières du navire, le DRASSM et le LIRMM travaillent aujourd’hui sur un nouveau robot. Nommé Arthur, il sera capable d’intervenir bien au-delà des plateaux continentaux, jusqu’à 2500 mètres de profondeur. « Cette élaboration opiniâtre d’un environnement robotique cohérent va permettre d’optimiser les performances des systèmes et leurs conditions d’utilisation à bord du Merlin où l’on disposera d’une salle de contrôle dédiée à la robotique et à la détection acoustique. Conçu, fabriqué et assemblé à 90% en France et en Europe, le robot Arthur a par ailleurs vocation à valoriser les savoir-faire scientifiques et industriels français ». Un engin qui se distingue notamment par sa compacité. Sa masse sera en effet inférieure à 50 kilos et il pourra donc, jusqu’à 2500 mètres de profondeur, effectuer des missions d’observation et de prélèvement d’objets d’un poids allant jusqu’à 25 kg. Il disposera en outre de capacités d’éclairage inédites pour cette taille (300.000 lumens) qui permettront la modélisation en 3D et la documentation des sites en Ultra Haute Définition (4K). « Nés des recherches de laboratoires français, les algorithmes de localisation et de pilotage assisté par ordinateur permettront au robot d’opérer de façon stable et très précise en dépit de sa petite taille. Ainsi, il pourra manipuler et prélever délicatement des objets archéologiques. Enfin, la cage/garage qui accompagnera le robot dans les abysses emportera de multiples capteurs qui fourniront, sans surcoût, des données environnementales aux chercheurs en océanographie et en biologie marine ».

Léger et facile à mettre en oeuvre, le robot Arthur pourra être très rapidement déployé, tant pour garantir la préservation du patrimoine immergé que dans le cadre de missions d’intérêt général (sauvetage, catastrophes…)

 

Premiers essais en mer en 2016 pour le robot humanoïde Ocean One, conçu à Université de Stanford : prélèvement d’un petit pot sur l’épave de la Lune (1664) par 90 m de fond (© TEDDY SEGUIN)

Premiers essais en mer en 2016 pour le robot humanoïde Ocean One, conçu à Université de Stanford : prélèvement d’un petit pot sur l’épave de la Lune (1664) par 90 m de fond (© TEDDY SEGUIN)

 

Le système est également conçu pour accompagner l’humanoïde sous-marin Ocean One, conçu par l’Université Stanford et dont le DRASSM supervise les essais à la mer. Ce engin a vocation à réaliser le travail d’archéologues à des profondeurs inaccessibles aux plongeurs, aujourd’hui à près de 100 mètres, et peut être demain jusqu’à 2000 mètres. Ocean One a été expérimenté pour la première fois depuis l’André Malraux en avril 2016 sur l’épave de la Lune, près de Toulon. 

En parallèle, parmi les autres développements en cours, le DRASSM travaille dans le domaine de la manipulation avec l’Institut P’ de Poitiers (CNRS, Université de Poitiers, ENSMA), dans le cadre d’ANR SeaHand. Ce projet, financé par l’Agence Nationale de la Recherche, vise à développer une main robotique optimisée pour reproduire, à grande profondeur, les gestes d’un archéologue sous-marin. La mesure de l’allongement des câbles d’actionnement des doigts permet d’estimer les efforts ressentis par la main. Ces efforts sont ensuite communiqués au pilote du robot.

 

SeaHand (© C.FRESILLON, Pprime / CNRS PHOTOTEQUE)

SeaHand C.FRESILLON, Pprime / CNRS PHOTOTEQUE)

SeaHand (© C.FRESILLON, Pprime / CNRS PHOTOTEQUE)

SeaHand C.FRESILLON, Pprime / CNRS PHOTOTEQUE)

 

En mer, le mécanisme, composé de 6 moteurs et 16 articulations, est protégé de l’eau et du sable par un gant en silicone rempli d’huile biodégradable. Le robot qui portera cette main pourra également mesurer les efforts ressentis au niveau de l’avant-bras, grâce à un algorithme développé par le LIRMM. SeaHand fournira au pilote les sensations tactiles de chaque doigt et offrira une grande dextérité permettant de manipuler les objets.

A terme, l’Alfred Merlin pourra aussi déployer des drones sous-marins ou de surface, comme le DriX d’iXblue, conçu notamment pour les missions de survey.

 

Le drone de surface DriX (© IXBLUE)

Le drone de surface DriX IXBLUE)

 

Pour mémoire, le Département des Recherches Archéologiques Subaquatiques et Sous-Marines dépend du ministère de la Culture. Fondé en 1966 par André Malraux, premier titulaire du portefeuille des Affaires culturelles (créé en 1959), il s'agit du plus ancien service au monde de recherche archéologique immergée. 

Le DRASSM est notamment responsable du patrimoine sous-marin des 11 millions de km² d’espaces maritimes sous souveraineté française. Une tâche énorme pour un service qui ne compte qu’une quarantaine  de personnes, d’autant que le potentiel de découvertes reste gigantesque, la mer cachant encore d’innombrables trésors engloutis. Parfois d’ailleurs tout près des côtes, à l’instar des épaves des sous-marins Vendémiaire et UC-47, disparus en 1912 et 1917 et retrouvées par hasard dans le Raz Blanchard et près de Barfleur en 2016 et 2017. 

 

Prélèvement d’un chaudron sur l’épave de la Lune (1664), par 90 m de fond au large de Toulon, en 2012 (© TEDDY SEGUIN)

Prélèvement d’un chaudron sur l’épave de la Lune (1664), par 90 m de fond au large de Toulon, en 2012 TEDDY SEGUIN)

Le mobilier prélevé sur l’épave de la Lune (1664) est pris en charge par les archéologues

Le mobilier prélevé sur l’épave de la Lune (1664) est pris en charge par les archéologues TEDDY SEGUIN

 

Depuis sa création, le DRASSM a expertisé, dirigé l’étude ou contrôlé la fouille de plus de 1600 sites archéologiques subaquatiques et sous-marins, en métropole, outre-mer mais aussi à l’étranger. Ces trouvailles, parfois vieilles de plusieurs milliers d’années, sont autant de pièces nouvelles dans le puzzle de l’histoire, leur examen permettant souvent de mieux comprendre ce qui s’est passé à l’époque tout en contribuant à la connaissance des usages et coutumes de telle ou telle période.

Après une phase difficile, le DRASSM a ces dernières années bénéficié de nouveaux moyens lui permettant de retrouver son rang de référence internationale pour les affaires liées à l’archéologie sous-marine. Le développement de ses moyens nautiques répond à une augmentation sensible des missions, du fait des développements économiques en mer, qui imposent des campagnes de fouilles pour protéger le patrimoine immergé se trouvant par exemple sur les sites devant accueillir des éoliennes offshore ou câbles sous-marins.

© Un article de la rédaction de Mer et Marine. Reproduction interdite sans consentement du ou des auteurs.

 

Mise à l’eau du magnétomètre depuis l’André Malraux (© TEDDY SEGUIN) 

Mise à l’eau du magnétomètre depuis l’André Malraux TEDDY SEGUIN