III - MOYENS D'EXPLORATION DES FONDS MARINS
(Poster 3 à 10)
Au cours des différentes phases d'exploration des nodules polymétalliques de l'océan Pacifique, AFERNOD a utilisé trois différents groupes d'instruments de prospection:
- les instruments d'échantillonnage (carottiers, préleveurs et dragues),
- les instruments visuels (caméras photographiques, vidéo et le Nautile),
- et les instruments sismo-acoustiques (sondeur monofaisceaux, sondeur multifaisceaux, sonar latéral et sismique réflexion).
L'ensemble de ces instruments a été mis en oeuvre à partir de navires océanographiques guidés par un système de navigation et de positionnement.
Les données obtenues par ces différents groupes d'instruments ont été analysées en laboratoire après traitements appropriés. La compilation des informations a abouti à une connaissance détaillée des ressources minières recherchées.
III.1.- SUPPORTS NAUTIQUES
(Poster 3)
III.1.1.- Navires Océanographiques
Quatre navires océanographiques (N/O), chacun présentant des caractéristiques et des performances différentes, ont contribués à la mise en oeuvre des engins d'exploration des fonds marins. Ce sont: le Coriolis, le Noroit, le Suroit et le Jean Charcot.
III.1.1.1.- Le N/O Coriolis
Construit à Dieppe par les Ateliers et Chantiers de la Manche, le Navire Océanographique Coriolis a été lancé le 31 Octobre 1963. Sa mise en service date de Février 1964. Il a été vendu en 1982.
Caractéristiques principales.- Longueur de 37,50 mètres, déplacement en charge de 460 tonnes; autonomie propulsion de 30 jours à 10 noeuds (7.000 milles); effectif de 19 hommes pour l'équipage et 10 scientifiques.
Energie.- Propulsion de 2 moteurs diesel jumelés BA
Equipement.- Un portique basculant à l'arrière pour une charge maximum de 3 tonnes pour chalutage et mise à l'eau de matériel divers; un treuil hydraulique de pêche de 5 tonnes comportant 2 tambours de capacité de 6.000 mètres de câble; 1 sondeur grands fonds ATLAS TIEFSEELOT de grands fonds et 1 sondeur de coque EDO.UDOIN DV 8 de 350 CV chacun, entraînant une hélice à pales orientables.
III.1.1.2.- Le N/O Noroit
Construit par les Ateliers et Chantiers du Havre et mis en service en Juin 1971, ce navire est la première unité de la série des "N.O.R.O.I.S." (Navires Océanographiques de Recherche, d'Observation et de Soutien) conçu par l'IFREMER (ex-CNEXO).
Caractéristiques principales.- Longueur de 50,55 mètres, déplacement en charge de 870 tonnes; autonomie propulsion de 20 jours à 12 noeuds (6.000 milles); effectif de 20 hommes pour l'équipage et 10 scientifiques.
Energie.- Propulsion de 2 moteurs diesel 825 CV chacun, entraînant une hélice à pales orientables.
Equipement.- Un portique arrière basculant avec treuil pour charge de 10 tonne; 1 portique latéral basculant de 6 tonnes pour le carottage; 1 portique latéral basculant de 1 tonne et 1 bras télescopique de 1 tonne pour hydrologie et bathysonde et 1 treuil de dragage, carottage, chalutage de capacité de 7.500 mètres de câble; 1 sondeur de coque EDO 4025.
III.1.1.3.- Le N/O Suroit
Construit par les Ateliers et Chantiers de la Manche et mis en service en Avril 1975, ce navire est la seconde unité, après "LE NOROIT", de la série des "N.O.R.O.I.S." (Navire Océanographiques de Recherche, d'Observation et de Soutien) conçu par le CNEXO.
Caractéristiques principales.- Longueur de 56,34 mètres, déplacement en charge de 1.094 tonnes; autonomie propulsion de 30 jours à 12 noeuds (8.500 milles); effectif de 35 hommes pour l'équipage et 13 scientifiques.
Energie.- Propulsion de 2 moteurs diesel de 1.650 CV chacun, entraînant une hélice à pales orientables.
Equipement.- Un portique arrière basculant avec treuil pour charge de 10 tonnes; 1 portique latéral basculant de 6 tonnes pour le carottages; 1 portique latéral basculant de 1 tonne et 1 bras télescopique de 1 tonne pour hydrologie et bathysonde; 1 grue de capacité de 6 tonnes à 6 mètres ou 2 tonnes à 12 mètres et 1 treuil de dragage, carottage, chalutage de capacité de 2 x 7.500 mètres de câble; 1 sondeur de coque EDO 4025.
III.1.1.4.- Le N/O Jean Charcot
Mis en chantier le 20 Avril 1964 par les Ateliers et Chantiers du Havre et les Forges et Chantiers de la Méditerranée et lancé le 19 Janvier 1965, ce navire est avec le "CORIOLIS" et la "PELAGIA" l'un des premiers moyens lourd d'intérêt général dont a été doté le CNEXO dès sa création. Il navique aujourd'hui pour la société "International System Mapping" (ISM), spécialiste des études de travaux sous-marins.
Caractéristiques principales.- Longueur de 74,50 mètres, déplacement en charge de 2.200 tonnes; autonomie propulsion de 42 jours à 10 noeuds (10.000 milles); effectif de 48 hommes pour l'équipage et 22 scientifiques.
Energie.- Propulsion de type diesel électrique comprenant 3 groupes électrogènes et 2 moteurs électriques de propulsion à courant continu de 1.150 CV entrainant chacun une hélice (puissance totale 2.300 CV). Propulsion électrique auxiliaire en 380 V-50 Hz triphasé.
Stabilisation.- Stabilisateur passif FLUME anti-roulis (ballast de 33 tonnes dont les oscillations sont en opposition de phase avec le roulis).
Equipement.- Moyens de levage de 2 mâts de charge plage avant; 2 grues plage arrière et 1 grue sur plate-forme conteneur; 1 treuil de dragage par grands fond traction 8 tonnes / calage 12 tonnes composé d'un cabestan qui dessert un enrouleur à 4 tourets; 1 sondeur EDO AN/UON 1 C fréquence 12 kHz; 1 sondeur CSF à fréquence variable (3,4 kHz); 1 sondeur ELAC 1 ENIR fréquence 12 kHz; 1 sondeur faisceau étroit et un multifaisceaux SEA BEAM GENERAL INSTRUMENT CORPORATION; 1 gravimètre ASKANIA.
III.1.2.- Systèmes de navigation
III.1.2.1.- Système de balises acoustiques
Ce système developpé par la société Océano Instruments, permet le positionnement dans un champ de balises acoustiques (Cf. Fig. ci-dessous). Un tel système implique un réseau de transpondeurs acoustiques mis en place sur le fond pour couvrir l'aire d'étude. La précision est d'environ dix mètres, autant pour le navire de surface, que pour tout véhicule suivie sur le fond. Ce système, interactif, est interfacé avec les systèmes classiques Magnavox, Transit, ou de radio-navigation. Il est utilisé pour le positionnement acoustique et pour la navigation de submersibles.
La mise en oeuvre et la navigation opérationnelle se déroulent simultanément. Le champ, limité au départ par 3 balises, peut être étendu selon les besoins par mouillage complémentaire (partie utile d'une balise: 9.000 m, par 5.000 m de fond).
Le système présente quelques inconvénients: beaucoup de temps pour calibrer les balises; une surface de positionnement faible ce qui entraîne des profils limités et possibles pertes de balises acoustiques à la remontée.
III.1.2.2.- Système Transit
Navigation par satellite et positionnement acoustique "base longue".
Grâce à 5 satellites en orbite circumpolaire, le système Transit donne la position du navire environ toutes les heures avec une précision moyenne de quelques centaines de mètres. Entre ces points "satellites", une estimation est réalisée, sa précision dépend de celle avec laquelle on connait la vitesse réelle du navire.
III.1.2.3.- Système GPS (Global Positionning System)
Son principe est basé sur la mesure de la distance entre un mobile et 3 satellites de position connue. Les distances mesurées situent le mobile à l'intersection de 3 sphères centrées sur les satellites et de rayon égal aux distances respectives. Trois satellites convenablement situés suffisent donc pour déterminer les coordonnées d'un navire avec ce système GPS.
A terme, le nombre de satellites exploitables du système sera de 24, répartis de façon optimale sur 6 orbites circulaires de 20.183 km d'altitude, inclinées de 55° par rapport à l'équateur. Les trajectoires sont parcourues en 11 h 58'.
Ce système bien que très performant peut, parfois, présenter des défaillances pouvant être liées aux perturbations de propagations des ondes, aux risques d'avaries d'un satellite ou à la dégradation volontaire de la précision par le maître d'oeuvre du système. C'est pour remédier à ces inconvénients que le système GPS différenciel a été mis au point.
III.1.2.4.- Système GPS différenciel
A partir d'une station GPS établie à terre sur un point connu (ex: borne géodésique), il mesure les paramètres d'erreurs affectant les signaux des satellites à sa portée et les transmet par voie radio ou par satellite géostationnaire (système Sky-Fix) aux navires avoisinants qui corrigent leurs propres mesures.
Ces corrections sont applicables dans un rayon de 500 à 1.000 milles autour de la station GPS avec une erreur maximale sur la position du navire de l'ordre de la dizaine de mètre.
Le SKY-FIX présente l'avantage de couvrir la totalité du globe. Son principal inconvénient est son prix élevé surtout lié au temps d'occupation du satellite de télécommunication (Inmarsat). Il est cependant incontournable pour des opérations nécessitant une grande précision dans des secteurs éloignés de toute station GPS au sol.
III.1.3.- Conclusion
Guidés par les systèmes de navigation appropriés, les navires océnographiques utilisés par AFERNOD permettent une utilisation des engins d'exploration des nodules polymétalliques dans les meilleures conditions.