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MEUST : Avancement et réalisation

Réalisation de lignes de mouillage instrumentées prototypes

Objectifs
La réalisation de ces lignes a pour objectif de valider plusieurs points techniques tels que le fonctionnement du module gestion (électronique et logiciel), l’autonomie de la ligne (piles lithium), le fonctionnement des communications inductive et acoustique, et la mise en œuvre de la ligne (déploiement et récupération).

Définition de la ligne
Au cours de la période 2012 – 2014 cinq déploiements de ligne ont été réalisés ainsi que des essais en bassin d’eau de mer.

MEUST : Essais de transmission inductive en bassin

Les essais réalisés ont permis la mise au point de nombreux points tels que l’électronique embarquée (notamment pour réduire la consommation électrique) et les modems acoustiques. Ainsi la version finale de la ligne a pu être définie. La ligne sera constituée de deux fois 1000 mètres de câble inductif, deux flotteurs lenticulaires, un lest avec son système de largage et les instruments de mesure regroupés en cinq étages.

Le premier câble permettra de relier le pied de ligne au premier flotteur lenticulaire. Le deuxième câble permettra de relié le flotteur central au flotteur de tête de ligne. La section basse de ligne supportera trois groupes d’instruments tandis que la section haute supportera deux groupes. Soit un total d’une dizaine de capteurs océanographiques.

Le flotteur lenticulaire central intégrera le module de gestion avec deux coupleurs inductifs (un pour chaque section de la ligne), un modem acoustique pour la transmission de données soit vers la station fond soit vers le navire (pour test avant le déploiement du module fond de mer), deux modules de batteries (modem acoustique + module gestion), une balise Argos et un flasher.

Afin de définir au mieux les éléments constitutifs de lignes et de valider son comportement en terme de plongée et d’évitement, nous avons effectué des simulations de la ligne dans sa version finale. En début d’année 2013, un travail conjoint avec la DT de Brest a été réalisé afin d’effectuer des comparaisons de simulations réalisées avec des logiciels différents. Ci-dessous, un exemple de simulation avec le logiciel MDD avec plusieurs valeurs de courant et différentes valeurs de flottabilité sur la ligne.

MEUST : Simulation de ligne à l’aide du logiciel MDD

Situation actuelle
Depuis le mois de septembre 2014, une ligne prototype de 1000 mètres de haut est déployée sur le site MEUST. Celle-ci est interrogée mensuellement via la liaison acoustique depuis un navire afin de collecter ses données. La ligne sera relevée au printemps 2015 pour être redéployée dans sa version finale de 2000 mètres de haut. La communication se fera alors vers le module fond de mer qui sera déployé pendant la même période. Dans cette configuration, la ligne pourra être interrogée depuis la terre.

Outillages de déploiement et de récupération

Les essais en mer de la ligne prototype ont confirmé la nécessité d’avoir des outillages dédiés sur le bateau pour la mise en œuvre d’une telle ligne de mouillage. Ces outillages ont pour but de pouvoir opérer la ligne en toute sécurité à la fois pour le personnel et le matériel.

L’année 2012 a donc été largement consacrée à l’étude et la réalisation de moyens dédiés pour les opérations en mer. Aussi nous avons fait réaliser un treuil hydraulique spécifique équipé de sa centrale et d’un poste de pilotage. Pour gérer au mieux le câble sur le pont du navire, un ensemble davier et poulie de renvoi ont été conçus. Le davier articulé permet de maitriser le déploiement et la récupération des capteurs océanographiques tout au long des opérations de dépose ou de relève du mouillage. Cet ensemble d’outillage est un développement original encore jamais mis en œuvre sur un navire de l’INSU. L’étude a été réalisée en concertation avec le personnel navigant de l’INSU. Ci-contre, une vue d’ensemble des outillages en situation sur le pont du navire Téthys II.

Module Interface Instrumenté (MII)

En 2010, un premier module fond de mer prototype a été construit dans le cadre du projet ESONET « European Sea Observatory NETwork ». Ce module a été raccordé à la boite de jonction secondaire du télescope à neutrinos ANTARES au large de Toulon. Ce module prototype avait pour but de valider ce type d’infrastructure, les aspects mécaniques d’un tel objet et l’opérabilité par 2500 mètres de profondeur. Ce module a été récupéré en 2013 et, après analyse, il a servi de base pour la réalisation d’un MII V2 pour l’infrastructure MEUST.

Ce nouveau module permettra de mesurer en temps réel les paramètres suivants : courant, pression, CTD, oxygène dissous et turbidité. Celui-ci intégrera aussi un modem acoustique pour communiquer avec la ligne MEUST distante de 2 km. Ce module sera connecté au nœud MEUST qui lui fournira à la fois l’énergie (400 VAC) et une liaison optique. Ainsi la communication se fera vers la terre à l’aide d’une liaison Ethernet optique autorisant un débit de 1.25 Gigaoctet.
L’année 2014 a été principalement consacrée à l’étude et la réalisation du MII V2. Ce nouveau module est basé sur une structure en acier brut afin que le module soit suffisamment lourd pour une pose au câble grand fond avec positionnement des objets sur le fond par balisage acoustique. L’utilisation d’acier brut permet aussi de minimiser la corrosion de la structure. Les instruments ainsi que le caisson renfermant la partie électronique sont en titane et fixés à la structure par des supports en plastique (Polymère polyacétale) afin d’assuré le découplage électrolytique. Le caisson électronique en titane équipé de la jonction sous-marine électro-optique de 50 mètres a été qualifié lors d’un passage en caisson hyperbare (310 Bars) au service d’essai et de mesure de l’Ifremer à Brest. Pour faciliter l’opération de connexion sous-marine, le câble électro-optique est placé sur un support ad hoc déjà qualifié lors du déploiement du MII V1. Un mât articulé a été mis au point afin d’accueillir le modem acoustique. Ce mât sera actionné par le ROV de la COMEX afin de mettre le modem dans sa position finale de fonctionnement. Cette opération a été validée lors d’un essai en bassin d’eau de mer. Le MII V2 sera déployé sur le site MEUST au cours du printemps 2015.

Contact : Carl Gojak