Une flotte de robots autonomes sera bientôt déployée sous les banquises de l’Antarctique pour collecter des paramètres importants afin de mieux comprendre les processus de fonte à l’interface glace-eau. Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA a déjà testé un premier prototype dans l’Arctique.
A quelle vitesse la banquise de l’Antarctique fond-elle et à quelle vitesse cette fonte pourrait-elle faire monter le niveau global des mers ? Ce sont les deux questions centrales auxquelles le projet « IceNode » du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA doit contribuer à répondre. Pour obtenir les données nécessaires, l’équipe du projet développe actuellement des robots sous-marins autonomes qui seront capables de mesurer les taux de fonte in situ à l’interface glace-océan, sous la calotte glaciaire.
Ce n’est pas une mince affaire : les eaux situées sous les plateaux de glace qui s’avancent sur plusieurs kilomètres dans l’océan Austral font partie des endroits les plus inaccessibles de notre planète. Pas plus tard qu’en janvier de cette année, le véhicule sous-marin autonome « Ran » a été perdu lors d’une mission de recherche dans le cadre de l’International Thwaites Glacier Collaboration (ITGC). Heureusement, la mission de 2022 a été couronnée de succès et « Ran » a collecté de précieuses données sur la topographie de la face inférieure de la banquise de Dotson pendant 27 jours.
IceNode suit un autre concept : une flotte entière de robots sous-marins autonomes, répartis sur une zone plus large, doit mesurer les taux de fonte à long terme et simultanément. L’idée est de déployer un essaim d’IceNodes – chacun des robots mesure 2,4 mètres de long et 25 centimètres de diamètre – sur le bord de la banquise à partir du navire de recherche ou dans l’océan par un trou de forage dans la glace. Comme les robots ne disposent d’aucun moyen de propulsion, ils sont censés utiliser l’intelligence artificielle pour exploiter les courants afin d’aller loin sous la glace. « Les IceNodes utilisent des techniques de contrôle avancées d’IA basées sur les probabilités et des modèles de courants marins de pointe pour contrôler leur profondeur afin d’exploiter les différentes couches de courants et d’arriver ainsi sous leur cible », peut-on lire sur le site web du projet.
Des mesures à l’endroit où la glace, l’eau et la terre se rencontrent
Les chercheurs ciblent en particulier la zone proche de la ligne de base, là où la banquise flottante, l’océan et la terre se rencontrent, ainsi que les grottes ou les dépressions situées sous la glace, où elle pourrait fondre le plus rapidement.
Une fois arrivés à destination, les robots doivent lâcher leur lest, remonter et s’amarrer à la glace à l’aide d’une « base d’atterrissage » à trois pieds. Ils peuvent rester sous la glace jusqu’à un an et mesurer en permanence la vitesse à laquelle l’eau chaude et salée de l’océan monte pour faire fondre la glace et la vitesse à laquelle l’eau de fonte plus froide et moins salée descend.
À la fin de leur mission, les IceNodes devraient se détacher de la glace, dériver avec le courant vers l’océan ouvert et y transmettre leurs données par satellite.
« Ces robots sont une plate-forme pour amener des instruments scientifiques dans les endroits les plus difficiles d’accès sur Terre », a déclaré Paul Glick, un ingénieur en robotique du JPL et le chercheur principal d’IceNode, dans un communiqué de presse. « Il devrait s’agir d’une solution sûre et relativement peu coûteuse à un problème difficile ».
Les autres avantages de ce concept sont que la flotte d’IceNodes peut être étendue à volonté et qu’ils fourniront pour la première fois un aperçu à grande échelle de la variabilité du taux de fonte de la banquise et des facteurs qui l’influencent. Même un essaim relativement petit d’IceNodes pourrait avoir une valeur scientifique extrêmement élevée, peut-on lire sur le site web.
Premiers tests réussis
Un prototype d’IceNode a déjà fait la preuve de ses capacités. Après des tests initiaux dans la baie de Monterey en Californie et dans l’un des Grands Lacs, le lac Supérieur alors qu’il était gelé, l’équipe du projet a utilisé le robot pour la première fois sous la glace de mer en mars dernier.
Dans la mer de Beaufort, il a effectué des mesures de salinité, de température et de courants jusqu’à 100 mètres de profondeur, mais pas (encore) sans une ligne de sécurité vers la surface.
« Nous sommes satisfaits des progrès réalisés. Nous espérons poursuivre le développement des prototypes, les amener en Arctique pour de futurs tests sous la glace de mer et, à terme, déployer l’ensemble de la flotte sous la banquise de l’Antarctique », a déclaré Glick. « Ce sont des données précieuses dont les scientifiques ont besoin. Chaque étape qui nous rapproche de cet objectif est passionnante ».
On ne sait pas encore quand IceNode pourra être déployé pour la première fois sous la banquise de l’Antarctique.
Julia Hager, Polar Journal AG
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