Planeur sous-marin

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Un planeur sous-marin[1], ou glider sous-marin ou underwater glider ou encore glider AUV, est un appareil autonome (AUV), (ou semi-autonome), de mesure en milieu aquatique - le terme glider venant de l'anglais to glide signifiant planer. En effet un planeur sous-marin est muni de petites ailettes latérales et gère sa profondeur avec un système de ballasts comparable aux sous-marins.

Glider à aile, bioinspiré (Liberdade XRay)
Un planeur sous-marin Slocum avant mise à l'eau.
Dr Bruce Howe et Bill Felton de l'Université de Washington, prépare un planeur Seaglider en vue de le déployer
Un planeur américain Seaglider en surface entre deux plongées

Description[modifier | modifier le code]

La plupart des planeurs sous-marins ont une forme hydrodynamique fuselée (en torpilles) au corps cylindrique, et sont dotés d'ailerons leur permettant de planer. Certains ont une de larges ailes leur donnant une allure d'avion, d'oiseau ou de raie.

Ils se déplacent en planant (et ne sont donc généralement pas équipés de moteur). La plongée se fait par remplissage de ballast et rotation d'ailettes et palan qui donnent la direction à suivre. En fin de mission ou lorsque cela est programmé, le planeur sous-marin remonte (en remplissant progressivement ses ballasts d'un gaz ou en lâchant du lest, généralement de la grenaille de fer).

Un planeur sous-marin 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, un gyromètre et d'une antenne de localisation par satellite.

L'exemple du Wave Glider[modifier | modifier le code]

Le Wave Glider (Planeur sur vague) est formé de deux parties : un flotteur de la taille d'une planche de surf reste en surface, relié par un ombilic à une structure immergée (6 mètres plus bas) composée d'ailes. Le système est conçu de manière à avancer vers l'avant quand il est exposé aux ondes de vent et aux vagues. Il est piloté par un ordinateur de navigation et équipé d'un système de télécommunication par satellite. Ses capteurs mesurent par exemple des données océaniques ou météo, la topographie et les courants. Des microphones acoustiques permettent d'enregistrer le bruit de navires de passage et les chants de cétacés. L’électricité est fournie par des panneaux solaires de surface et une batteries lithium-ion. Il peut être piloté via internet ou être programmé avant le départ[2]. En 2013, Liquid Robotics a mis en service une version plus sophistiquée qui peut récolter des données utilies à la pêche ou à l'industrie pétrogazière[3].

Innovations en termes de neutralisation de la flottabilité[modifier | modifier le code]

Pour améliorer l'endurance et la stabilité des planeurs sous-marin et des engins de type Flotteur à flottabilité neutre, on 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 (neutralité) ; ce facteur étant défini comme le rapport de la masse de pression de la coque au déplacement non déformé ; ratio of pressure hull mass to the undeformed displacement)[4],[5].

Récemment (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%)[4].

Transmission des données[modifier | modifier le code]

Les données peuvent être récoltées en une ou plusieurs plongées dont la durée varie de quelques minutes à plusieurs jours ou semaines voire plus[6].

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 disposer pas à ce jour de moyens d'envoyer un grand flux de données sous l'eau « sans fil ».

Inconvénients[modifier | modifier le code]

Les désavantages 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) sont le coût de l'engin et sa faible capacité à éviter des obstacles (côtes, objets flottants, sonde bathymétrique non référencée, ou glace de mer).

Alternatives[modifier | modifier le code]

Il existe aussi des engins flottants fonctionnant comme des répliques de voilier, utilisant des voiles pour se déplacer en autonomie totale et capables de faire des mesures de surface ou près de la surface [7].

Usage[modifier | modifier le code]

La plupart des planeurs sous-marins sont utilisés soit pour des questions militaires, soit pour la recherche en océanographie physique. Le CNRS au travers de la Division Technique INSU s'est doté depuis 2008 d'un parc de planeurs sous-marins[8].

Références[modifier | modifier le code]

  1. http://wwz.ifremer.fr/webtv/Patrimoine/Titanic/L-avenir-des-technologies-sous-marines Ifremer - L’avenir des technologies sous-marines
  2. (en) « Wave Glider Concept » [archive du ], website, Liquid Robotics (consulté le )
  3. (en) Daniel Terdiman, « Liquid Robotics launches autonomous sea-faring data center », C/Net,‎ (lire en ligne, consulté le )
  4. a et b (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 )
  5. 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 )
  6. (en-US) « Autosub Long Range 6000: A Multiple-Month Endurance AUV for Deep-Ocean Monitoring and Survey » (consulté le )
  7. http://wwz.ifremer.fr/institut/Les-ressources-documentaires/Medias/Communiques-de-presse/VAIMOS
  8. http://www.dt.insu.cnrs.fr/gliders/gliders.php

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]

Vidéographie[modifier | modifier le code]

  • Vidéo « Underwater Drones Gather Data at Sea (Les drones sous-marins collectent des données en mer) » (New-York Times)