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Science et Environnement

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Sphyrna Odyssey : un drone pour écouter les cétacés

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La Mission Sphyrna Odyssey est une expédition scientifique qui s’est déroulée cet été, en juillet et août. L’objet de la recherche est la vie des cétacés, notamment les cachalots et les baleines à bec, qui reste encore pleine de mystères. « On connaît finalement assez peu les déplacements et les modes de vie de certaines espèces », explique le professeur Hervé Glotin, de l’université de Toulon. « Avec Sphyrna Odyssey, notre objectif était d’en savoir plus sur leur cadre de vie et notamment l’impact de l’homme à proximité. Nous travaillons actuellement encore sur les résultats obtenus, mais nous devrions vite avoir une bonne vue d’ensemble ».

L’alliance de technologies innovantes

Les universitaires toulonnais ont profité d’un appel à projets lancé par Lemer Pax (fournisseur de moyens de radioprotection et d’imagerie), Sea Proven (start-up produisant des drones de surface) et la revue Marine Océans. Ensemble, ils ont combiné plusieurs innovations techniques, à savoir le drone de surface Sphyrna de Sea Proven, le trimaran équipé de panneaux solaires Solar Odyssey de Lemer Pax et un capteur acoustique conçu au sein de l’université de Toulon.

 

Le Solar Odyssey et le Sphyrna ( SEA PROVEN)

 

De Toulon à l’Île d’Or

En tout, la Mission Sphyrna Odyssey a réalisé 18 sorties à partir de début août entre Toulon/ Port Cros et une zone proche de l’Île d’Or. Durant en général une vingtaine d’heures, elles mobilisent une équipe de huit personnes prenant place sur le Solar Odyssey. C’est un trimaran de 18 mètres de long équipé d’une propulsion électrique reposant sur des batteries et des panneaux solaires. Il a servi de bateau amiral à l’expédition.

De son côté, le Sphyrna sert lui pour les relevés acoustiques. C’est un drone développé et construit par Sea Proven, basée à Saint-Jean-sur-Mayenne près de Laval.

 

Les deux embarcations à Port Cros (© SEA PROVEN)

Les deux embarcations à Port Cros (© SEA PROVEN)

 

Une pirogue polynésienne dronisée

Le Sphyrna est unique en son genre. Ce drone de 17 mètres de long a la forme d’une pirogue polynésienne. « Nous avions plusieurs choix au début : trimaran, catamaran et pirogue. Après avoir testé les différentes configurations, on s’est rendu compte de l’intérêt du modèle polynésien. Avec un grand flotteur et un second plus réduit, cela divise par deux la quantité d’énergie nécessaire pour la propulsion par rapport à un trimaran. Le bateau dispose d’une excellente stabilité. Le flotteur principal ne fait qu’un mètre de large et fend la mer de très belle manière », explique Fabien de Varenne, fondateur et concepteur chez Sea Proven.

Pour naviguer à 5 nœuds, le moteur électrique ne nécessite que 500 W de puissance « l’équivalent d’un sèche-linge ». Cela donne une bonne autonomie théorique au Sphyrna. Pour cette mission, le procédé d’acquisitions des données acoustiques était de se rendre sur une zone donnée pour ensuite se laisser dériver. De fait, il en résulte une consommation modérée. Le drone n’a pas été rechargé pendant la durée de l’expédition, à savoir un mois.

 

Le Sphyrna devant le BPC Dixmude à Toulon (© SEA PROVEN)

Le Sphyrna devant le BPC Dixmude à Toulon (© SEA PROVEN)

 

Pour l’instant, le drone ne peut naviguer totalement en mode automatique. La réglementation oblige la présence d’un marine expérimenté aux commandes sur un navire suiveur (la portée pour le wi-fi pour la liaison est de 7-8 milles). « Ce n’est pas un problème à l’heure d’aujourd’hui. Les textes juridiques ont le mérite d’exister et ça me va très bien. La question se posera à l’avenir pour d’autres applications », résume l’entrepreneur.

Le drone a en tout cas rempli son rôle de porteur pour ces recherches scientifiques. « On a profité de la stabilité du Sphyrna pour nos mesures. Les bruits d’eau étaient très limités, ce qui est un plus pour nos travaux.

 

Une antenne acoustique miniature

Pour s’immiscer dans la faune locale du sud de la France, au large du Var, l’équipe de chercheurs de l’université de Toulon a fait le choix de l’acoustique. Les universitaires ont conçu en interne de nouveaux moyens de captation de pointe. « On a mis au point un système doté de quatre hydrophones. Ces derniers sont profilés pour améliorer leur hydrodynamique et sont placés sous la quille du drone que nous utilisons pour les recherches », expose Hervé Glotin. Le Sphyrna, qui sert de porteur, embarque un 5ème hydrophone à la poupe. Les équipes du Laboratoire des Sciences de l'Information et des Systèmes (LSIS) de l’UMR CNRS 7296 ont réussi à miniaturiser les hydrophones « On a déposé des brevets internationaux sur ces équipements qui sont uniques par rapport à leur dimension et leurs capacités ». Ce modèle d’antenne est développé depuis trois ans par les universitaires.

L’agencement de ces capteurs permet de trianguler la position des échos. De même, une carte son conçue par le laboratoire donne une capacité d’enregistrement très intéressante à l’ensemble. L’objectif à terme est d’arriver à avoir des métadonnées, du big data, sur la vie marine et pouvoir augmenter la connaissance sur le sujet.

Des premiers résultats sur la vie des cétacés

« Ce que nous avons très vite remarqué, c’est une distorsion au niveau de la présence de cétacés selon les zones », explique Hervé Glotin. En effet, ces animaux étaient relativement présents près de Toulon et à l’inverse absent vers l’Île d’ Or. Un phénomène qui pourrait être dû à la différence des activités de l’homme dans ces deux lieux. Les bruits engendrés par les yachts et autres jets skis, que l’on retrouve beaucoup sur l’Île d’Or, pourraient avoir un impact. « Ce ne sont encore que des hypothèses qu’il va falloir démontrées. On mise beaucoup sur le big data pour suivre les évolutions ».

Des constellations de drones au service du big data

L’accumulation de métadonnées doit permettre de mieux comprendre le monde marin. Les drones représentent un atout dans cette perspective. « On planche sur des constellations de drones », explique Fabien de Varenne. « On a notamment un projet de drone plus petit, de 12 mètres de long, que l’on pourrait utiliser en réseau. Six d’entre eux seraient transportables dans un conteneur de 40 EVP. Une solution mobile, déployable sous court préavis partout dans le monde ».

La société Sea Proven travaille aussi sur un engin de plus grande taille (21 mètres), dont la coque est déjà terminée. Ayant une charge utile plus importante (elle est d’une tonne sur le Sphyrna), il serait mieux adapté à la navigation océanique, Atlantique et Pacifique notamment.

Des possibilités en Polynésie et au Canada

Sea Proven et les chercheurs toulonnais sont en tout cas déjà tournés vers d’autres projets. Leur solution intéresse en effet le Canada et la Polynésie française, que ce soit pour des missions de surveillance ou de recherche scientifique.