Comment les USV et les échosondeurs multifaisceaux révolutionnent la surveillance sous-marine
USV et MBES : prennent en charge des tâches critiques telles que l'entretien des voies navigables, le passage sécurisé des navires et la gestion des itinéraires de navigation
Introduction
La prospection sous-marine joue un rôle essentiel dans de nombreux aspects de notre monde. Qu'il s'agisse de sécuriser la navigation, de cartographier les ressources sous-marines, de surveiller l'érosion côtière et les environnements sous-marins ou d'inspecter les infrastructures telles que les pipelines et les câbles posés en zones immergées, ces levés sont essentiels. Cependant, les méthodes de prospection traditionnelles sont souvent coûteuses, chronophages et limitées par des facteurs tels que la profondeur de l'eau et la visibilité.
Heureusement, les avancées technologiques révolutionnent ce domaine. Les véhicules de surface sans pilote (USV) couplés aux échosondeurs multifaisceaux (MBES) ouvrent une nouvelle ère de la surveillance sous-marine, fournissant des cartes 3D haute résolution des fonds marins. L'intégration des USV et des MBES constitue une avancée majeure, transformant la surveillance sous-marine et ouvrant la voie à un avenir plus durable pour nos océans. Examinons un exemple concret d'utilisation des USV et des MBES pour la surveillance des pipelines sous-marins.
Contexte du projet
Le projet consistait à étudier la topographie sous-marine d’une voie navigable clé à proximité d’un terminal de fret.
Au fil du temps, les sédiments peuvent s'accumuler sur les fonds marins, réduisant ainsi la profondeur de l'eau. Les relevés bathymétriques permettent d'identifier les zones nécessitant un dragage afin de maintenir la profondeur nécessaire aux grands cargos, minimisant ainsi le risque d'échouage, susceptible d'endommager le navire et de nuire à l'environnement. La technologie multifaisceaux est parfaitement adaptée à cette tâche, générant des données de terrain sous-marines de haute précision et haute résolution.
Figure 1 – Une voie navigable clé à proximité d'un terminal de fret
Défis traditionnels
Les méthodes de levés traditionnelles font appel à de grands navires hydrographiques nécessitant une installation d'équipement complexe et susceptibles d'être perturbés pendant la navigation. Ces méthodes sont adaptées aux eaux profondes et ouvertes, mais pas idéales pour les zones peu profondes et encombrées comme la voie navigable de ce projet.
Figure 2 – Points faibles des méthodes traditionnelles
Solution
La faible profondeur des eaux et la présence de navires de passage dans la zone du projet ont fait d'un système d'échosondeur multifaisceaux portable monté sur un sous-marin nucléaire (USV) la solution idéale. Le tout nouveau HydroBoat 1500 USV du SatLab est un USV avancé spécialement conçu pour les levés bathymétriques multifaisceaux. Sa configuration innovante à quatre propulseurs rappelle celle d'une coque de trimaran, offrant une stabilité supérieure.
De plus, même si deux propulseurs tombent en panne, les propulseurs restants peuvent toujours propulser le véhicule, assurant ainsi un fonctionnement continu.
Figure 3 – Solution intégrée USV et Multibeam
L'USV HydroBoat 1500 avec échosondeur multifaisceaux HydroBeam M4 offrait plusieurs avantages.
Collecte efficace de données
Les USV peuvent couvrir de vastes zones rapidement et de manière autonome, tandis que les échosondeurs multifaisceaux offrent une couverture de zone plus large par rapport aux sonars à faisceau unique.
Sécurité améliorée
Les USV peuvent être déployés dans des zones dangereuses ou difficiles d’accès, réduisant ainsi les risques pour le personnel.
Meilleure qualité des données
Les USV peuvent collecter des données de manière plus cohérente que les navires habités, ce qui peut conduire à des résultats plus précis.
Schéma de mise en œuvre
1. Collecte de données sur le terrain
Planification d'itinéraire
Disposition des lignes de relevé : des lignes parallèles ont été tracées pour couvrir toute la zone de relevé, l'espacement étant ajusté en fonction de la profondeur de l'eau. Des lignes de contrôle perpendiculaires ont assuré la précision des mesures.
Observation des marées
La vérification des marées par RTK a permis de mesurer avec précision la profondeur de l'eau. Tout au long du processus, le système GNSS a été surveillé en permanence afin de détecter toute anomalie et de garantir la précision des mesures.
Installation et étalonnage
Le transducteur a été installé dans le puits lunaire de l'HydroBoat1500 et a subi un étalonnage en roulis/tangage/lacet pour compenser tout écart de position.
Figure 4 – Collecte de données
2. Post-traitement des données
À l'aide du logiciel de post-traitement multifaisceaux SLHydro, les données sont post-traitées selon le flux de travail de dessin du terrain, d'inspection des données de profondeur de l'eau, d'édition de cartes et de dessin graphique, et enfin une carte est générée.
Figure 5 – Post-traitement des données dans le logiciel SLHydro
Résultats
Cartes du terrain sous-marin à haute résolution
Le projet a généré avec succès des cartes de terrain sous-marin à haute résolution à l'aide du HydroBoat 1500
USV intégré à l'échosondeur multifaisceaux HydroBeam M4. Ces cartes détaillées fournissent une vision claire image du terrain sous-marin et des reliefs de la voie navigable clé, qui est cruciale pour les futurs efforts de maintenance.
Figure 6 – Cartes du terrain sous-marin à haute résolution
Conformité aux normes de l'OHI
L'analyse de la zone d'étalonnage a confirmé que l'HydroBeam M4 répond aux normes strictes de précision de classe A de l'OHI pour les mesures sous-marines, ce qui garantit la fiabilité des données collectées.
Figure 7 – Conforme aux normes de l'OHI
Avantages
L'HydroBoat 1500 USV et le système d'échosondeur multifaisceaux HydroBeam M4 ont réalisé avec succès la mesure du relief sous-marin de cette voie navigable clé. L'HydroBoat 1500 USV présente une conception unique de puits central et est équipé d'un support de montage étanche. Outre le sonar multifaisceaux M4, il s'intègre facilement à des systèmes d'échosondeurs multifaisceaux tiers. Il prend également en charge l'installation d'autres capteurs embarqués, tels que des ADCP et des sonars à balayage latéral, ce qui lui confère une grande adaptabilité à diverses fonctionnalités et exigences de mesure.
Cconclusion
Ce projet démontre l'efficacité des technologies USV et MBES pour fournir des données de haute qualité afin de soutenir des tâches critiques telles que l'entretien des voies navigables, la sécurité du passage des navires et la gestion des itinéraires de navigation. En conclusion, l'intégration des USV et MBES représente une avancée significative dans les technologies de surveillance sous-marine. Cette puissante combinaison promet d'améliorer l'efficacité, la sécurité et la qualité des données dans un large éventail de secteurs, contribuant ainsi à une meilleure compréhension et à une gestion durable de notre monde sous-marin.
