Objectifs scientifiques
EMSO (European Multidiciplinary Subsea Observatory) est un réseau européen d’observatoires sous-marins pour l’environnement. EMSO vise à acquérir des séries temporelles longues (> 12 ans) avec pour un des objectifs principaux l’étude de l’impact du réchauffement climatique sur les océans entourant l’Europe. EMSO-France est une infrastructure de recherche présentant plusieurs sites d’activités, dont la station MOOSE ANTARES (au large de Toulon), et supportée récemment par les projets MEUST (Mediterranean Eurocenter for Underwater Sciences and Technologies) et MEUST NuMerEnv (Observatoire pluridisciplinaire sous-marin Neutrinos, Mer, Terre et Environnement). Cette infrastructure allie l’ensemble des techniques d’observation du milieu marin ainsi qu’un télescope de nouvelle génération pour l’astronomie des neutrinos. Le projet interdisciplinaire IR EMSO-France du site Ligure ouest est supporté conjointement par l’INSU et l’IN2P3, Aix-Marseille Université et l’Université du Sud Toulon-Var, Ifremer et les projets européens KM3NeT et l’ERIC EMSO.
Cet observatoire multidisciplinaire est composé de plusieurs éléments reliés à un câble électro-optique pour l’alimentation et la communication bidirectionnelle avec les opérateurs à terre. Lors de la première phase (MEUST), une première boite de jonction (nœud N01) a été déployée. Les lignes de détection du télescope à neutrino (DU), le module d’interface instrumenté (MII) et la ligne de mouillage ALBATROSS (Autonomous Line with a Broad Acoustic Transmission for Research in Oceanography and Sea Sciences) ont été développés et déployés en 2019. La ligne ALBATROSS est une ligne de mouillage classique avec la particularité d’être dotée d’un système de communication inductive pour chaque instrument. Les données recueillies à la fréquence bi-horaire sont centralisées au centre de la ligne et transmises via un modem acoustique pour la communication temps réel avec le MII. Cette ligne de mouillage peut être déployée à partir d’un navire de façade (NO Tethys II) avec des procédures et des outils spécifiques développés par la DT . Les données recueillies sont transmises vers la base de données SEANOE et Coriolis.
La deuxième phase prévoit de déployer un deuxième nœud (nœud N02) permettant la connexion de lignes de détection à neutrinos nouvelle génération et d’une boite de jonction scientifique (BJS) dédiée aux sciences de la Terre, de la mer et de l’environnement. Le projet FEDER MEUST NuMerEnv est financé pour réaliser les actions citées ci-après.
Un détecteur pluridisciplinaire, appelé ORCA (Oscillation Research with Cosmics in the Abyss), constitué de 12 lignes de détection formant une matrice tridimensionnelle de détection optique et sonore permettra de réaliser une mesure de la hiérarchie des masses des neutrinos (ce sera une première mondiale), de réaliser des mesures de bioluminescence, et de faire l’étude et le suivi en temps réel de tous types de mammifères marins présents sur et autour du site (en particulier en lien avec le Parc National des Calanques et le sanctuaire Pélagos).
La boîte de jonction scientifique (BJS), sus-citée, qui était en opération sur le site ANTARES a été récupérée et refondée entièrement par Ifremer. Elle est actuellement en test sur le site de la Seyne-sur-Mer. Elle sera transférée et connectée au nœud N2. Elle permettra le branchement et l’acquisition en temps réel de capteurs pluridisciplinaires. En particulier, un capteur sismique pour étendre en mer le réseau de surveillance sismique de la côte provençale, une nouvelle bio-caméra pour suivre en temps réel et identifier les formes de vie bioluminescentes, un détecteur germanium pour suivre la radioactivité du site (en collaboration avec l’IRSN), et un robot benthique chenillée, appelé BathyBot.
BathyBot est un véhicule contrôlé à distance permettant de mettre en œuvre plusieurs sondes ou analyseurs du système benthique profond. Ce robot sera le pendant benthique de l’infrastructure pélagique (ligne ALBATROSS) mise en place lors de la phase 1 sur le nœud N01 et permettra un couplage pelagos-benthos de l’étude du flux de matière et de carbone. Il permettra, à terme, d’effectuer le suivi : de la dynamique des échanges à l’interface eau-sédiment et des processus physico-chimiques dans la matrice sédimentaire (profileur benthique, voir le projet Bathy-prof du LSCE) ; de l‘évolution de la température et de l’oxygénation des eaux profondes méditerranéennes ; de l’impact des convections profondes sur le fonctionnement des écosystèmes océaniques profonds (charges particulaires, biodiversité) et sur l’étude de la bioluminescence. Avec ce robot, des expérimentations de biodégradation (hydrocarbures pétroliers, macro-plastiques, …) pourront être réalisées en suivant à long-terme l’évolution des communautés benthiques (micro-, méio- et macroorganismes).
Description technique
L’observatoire de l’IR EMSO, observatoire pluridisciplinaire sous-marin de la surface vers le fond non directement connectés au câble électro-optique et en liaison acoustique pour la transmission des données.
Cette infrastructure entièrement développée par la DT se compose :
- De la ligne ALBATROSS, c’est-à-dire l’ensemble de flottabilité, câble, module batterie, module de gestion, modem inductif, modem acoustique, double largueur acoustique et lest. Les instruments scientifiques font aussi partie de cette ligne mais ne font pas partie intégrante de l’infrastructure et ces derniers sont sous la responsabilité des observatoires les mettant en œuvre.
- Du module d’interface instrumenté (MII), équipé du transformateur de puissance, un modem acoustique, de la connexion optique, et d’instruments scientifiques dédiés sciences environnementales (pression, O2, courant, température, salinité, turbidité).
- D’un lot d’outils de déploiements adaptés au NO Tethys II et transposables aux autres navires océanographiques. Cela comprend une centrale hydraulique, un treuil, une poulie de renvoi muni d’un capteur de «comptage» et un davier dédié au gréement des instruments le long du câble aux immersions prédéfinies.
Suite aux différents travaux de validation sur les navires de façade, les procédures de déploiement et de récupération sont fonctionnelles et validées. En effet, depuis le 24/09/2020, la ligne ALBATROSS en configuration 2000 m permet la visualisation des données en temps réel (24h) grâce à sa communication acoustique avec le MII.
La phase 2, initiée avec le financement NuMerENv en 2017, va permettre avec le support de la DT-INSU de développer la capacité d’observation et de stimuler la collaboration avec les champs multidisciplinaires sur cet observatoire unique.
Dans du projet IR EMSO Ligure ouest, et NuMerEnv, la DT est partenaire et est responsable de la partie technique.
Le développement de cet observatoire câblé, son ouverture vers la communauté nationale et internationale repose sur une synergie forte entre les acteurs de ce projet. La mise en œuvre de l’instrumentation immergée, plusieurs actions sont à mener pendant l’année à venir, en étroite collaboration avec la DT.
Contact DT : Carl Gojak
Contact MIO : Dominique Lefevre