Les typhons et leurs homologues de l'Atlantique – les Hurricans – peuvent se transformer en tempêtes massivement destructrices qui peuvent faire un nombre sévère à la fois sur les infrastructures et la vie humaine. Le changement climatique stimule en outre des tempêtes encore plus intenses avec des vitesses de vent et des précipitations plus élevées.
Les pays touchés par le typhon peuvent réduire certains des impacts dévastateurs de ces tempêtes grâce à une préparation accrue. Cependant, les typhons restent extrêmement difficiles à étudier en temps réel, en grande partie en raison de leurs vents extrêmes et de leurs fortes précipitations, à la fois au-dessus de l'océan et sur la terre. Malgré cette barrière, les données de tempête in situ (recueillies directement dans la tempête) sont essentielles pour améliorer la modélisation et la prédiction des typhons et d'autres cyclones tropicaux.
Selon les chercheurs, il y a trois principaux défis pour obtenir des données de cyclone tropicale directement de la tempête:
- Alignement en temps réel sur le chemin d'un cyclone,
- Acquisition de données océaniques supérieures pendant un cyclone et
- Intégration des données satellites et de bouée pour améliorer les données d'observation.
Jusqu'à présent, la majorité des données de tempête in situ du domaine reposaient sur des données satellites à télécommande complétées par des réseaux de bouée ancrés / dérivants clairsemés, ce qui rend les données collectées dans les cyclones rares.
Pour relever ces défis, une équipe de recherche de l'équipe d'innovation de l'équipement sans pilote Marine Intelligent au Southern Marine Science and Engineering Guangdong Laboratory à Zhuhai, en Chine, a récemment dévoilé le « Baleine bleue »: Un navire sans pilote submersible de 11 mètres (SUV) s'est développé en tant que composant central du système d'observation de l'océan Swift intelligent (ISOOS). Sa conception permet une mesure plus efficace des données de cyclone in situ tout en éliminant les risques de la vie humaine.
Les chercheurs ont publié leur étude dans le numéro du 31 juillet de la revue Recherche océan-land-atmosphère.
Afin d'obtenir des données fiables au sein des cyclones tropicaux, l'équipe a mis à profit la technologie des véhicules entièrement submersible pour maximiser la stabilité des véhicules dans des conditions de vent et de chapeaux de brouillard élevés.
« Contrairement aux vaisseaux de surface conventionnels (les coques semi-submersibles ou submersibles) restent principalement ou entièrement submergées pendant le fonctionnement. Cette configuration submergée atténue considérablement les mouvements induits par les vagues, permet une amélioration (stabilité du véhicule) et améliore considérablement la résilience opérationnelle dans les conditions de mer défavorables, » a déclaré Chao Dong, directeur du Laboratoire clé de la technologie de l'enquête environnementale marine et de l'application à Guangzhou, en Chine et au premier auteur du document de recherche.
L'équipe a combiné avec succès les avantages des véhicules de surface sans pilote et des submersibles sans pilote pour développer un véhicule uniquement adapté à la collecte de données dans des conditions de cyclone. Au-dessus de l'eau, la baleine bleue utilise un système de propulsion conventionnel pour la navigation de surface à grande vitesse; Sous l'eau, il utilise un système de propulsion vectoriel, composé de quatre propulseurs vectoriels, pour les opérations à basse vitesse. Le SUV est également équipé d'un système de naufrage et de flottant, d'un système d'ancrage et d'un système de réglage de la gravité pour faciliter le plan sous l'eau à point fixe.
Malgré la nécessité de ce type de véhicule pour la collecte de données dans de mauvaises conditions de mer, il s'agit du premier rapport publié d'un véhicule sans pilote entièrement submersible dans la littérature à ce jour. L'équipe rapporte que la baleine bleue possède les capacités suivantes:
- Une vitesse de surface maximale de 23 nœuds et une plage opérationnelle de plus de 200 km dans des conditions de mer optimales,
- Une vitesse submergée maximale de 3 nœuds et un fonctionnement submergé soutenu à une vitesse maximale pendant environ 4 heures,
- La capacité de rester submergé en mode veille jusqu'à 72 heures sans refaire et
- La possibilité de transporter une charge utile de 800 kg.
La charge utile Blue Whale se compose d'équipements opérationnels pour la collecte de données cyclones in situ.
« Pendant les opérations submergées, sa suite de capteurs – notamment un profileur acoustique de courant Doppler, des capteurs de conductivité – température – profondeur et des capteurs biochimiques pour le pH, la chlorophylle et la turbidité – collecte les données complètes des paramètres de la colonne d'eau, » A expliqué Dong.
Pendant les opérations de surface, le SUV peut également déployer des roquettes de recherche pour recueillir les données de profil atmosphérique. Surtout, la plate-forme Blue Whale exploite l'optimisation structurelle et les algorithmes de prédiction de mouvement et d'orientation en temps réel pour améliorer les taux de réussite des fusées de recherche dans des conditions défavorables.
Alors que les tests initiaux de la baleine bleue ont donné des résultats prometteurs, le SUV n'est pas encore prêt pour une utilisation opérationnelle complète. Après le débogage interne, les essais d'amarrage, les essais de quai et les essais en mer, la plate-forme est prévue pour un déploiement opérationnel dans l'observation du typhon d'ici 2026.
« La capacité de la baleine bleue à opérer dans des états maritimes extrêmes tout en maintenant la stabilité du capteur représente une progression significative de la technologie d'observation météorologique marine. Cette innovation améliore directement la préparation aux catastrophes en permettant des prévisions d'intensité de typhon plus précises et des avertissements sur l'état marin, » Dong a noté.
