La géomatique au service de l'exploration des grands fonds lors de la mission BICOSE 2

Géomatique ?

La « géomatique »  est une discipline récente dans le paysage de la recherche océanographique. Son nom explicite provient de la combinaison de deux disciplines : la géographie et l’informatique.

Qu’apporte la géomatique en mer ?

La géomatique permet de rassembler et exploiter l’ensemble de l’information géographique de notre zone d’étude. Elle sert à :

• Planifier les opérations prévues (se reporter à la page des engins mis en œuvre), au jour le jour,
• centraliser et contrôler la qualité des positions de toutes les opérations réalisées,
• et enfin représenter et illustrer les fonds marins obscurs sur des cartes colorées.

Pour cela, il faut avoir à disposition toutes les connaissances disponibles sur la géographie de notre zone d’étude. Ces informations sont intégrées dans un Système d’Informations Géographiques (SIG) où l’on retrouve tout type d’informations de la zone d’étude sous forme de couches  géographiques, nécessaires à la réalisation de la mission :

Des informations sur la géomorphologie et la nature des fonds

• Bathymétrie (=relief sous-marin) mondiale (peu précise), Bathymétries traitées et précises acquises lors des campagnes précédentes par les navires ou les engins sous-marins
• Rétrodiffusion du fond de mer (=nature du fond) traitée et précise acquise lors des campagnes précédentes
• Délimitation des faciès géologiques interprétés grâce aux vidéos, prélèvements et mesures réalisés lors des campagnes précédentes
• Position des sites d'intérêt (monts hydrothermaux, cheminées actives colonisées par des animaux, etc.)

Des informations sur les opérations déjà menées sur zone :

• Position des opérations d'exploration par submersible, de prélèvements et de mesures menées lors des campagnes précédentes (2014 à 2017). Exemples : bathysonde, dragage à roche, sondeur de sédiments, …
• Position des mouillages en attente de récupération et déployés lors d'une campagne précédente
• Profils d’acquisition sismique
• Profils d'acquisition au sondeur multifaisceau ou au sondeur de sédiments

Des informations sur les opérations prévues pendant notre mission BICOSE2 :

• Position des carottages USNEL
• Position des carottages multi tubes
• Position de la pompe à larves SALSA
• Position du début et fin de dragage du traineau épi benthique
• Trajet du sous-marin Nautile pour chaque plongée
• Position des opérations de prélèvements réalisées depuis le  sous-marin Nautile

Ce SIG devient une mine d’or d’informations cartographiques des fonds marins pour mener à bien la stratégie de la mission.

Pendant une mission océanographique, tel que BICOSE2 qui dure 43 jours, et qui est multidisciplinaire (biologie, chimie, géologie), multi engin et donc multi formats informatiques, le SIG est un outil pivot pour la campagne car il centralise toute cette diversité d’informations dans un unique système informatique.

Par ailleurs, le SIG permet d’exploiter l’ensemble de ces données à différentes échelles de travail pour répondre aux différents besoins scientifiques. Pour exemples, un biologiste généticien voudra connaître la position au mètre près des crevettes prélevées par le sous-marin, un chimiste voudra vérifier la position d’une cheminée de sulfure au mètre près, un géologue voudra exploiter la position d’une structure volcanique au décamètre près.

Exploiter la cartographie pour prévoir

Chaque jour, le géomaticien du bord accompagne le chef de mission et les scientifiques à spatialiser les opérations à venir. Les outils géomatiques permettent de réaliser des calculs de distance, de pente du relief sous-marin, pour, par exemple, organiser spatialement  la mise en œuvre du traineau épi benthique.

Les plongées du Nautile

Avant chaque plongée du Nautile, une cartographie précise de la zone, avec le trajet prévisionnel du sous-marin, est transmise informatiquement aux pilotes et co-pilotes pour être intégrés dans le logiciel de navigation propre au sous-marin (MIMOSA).

(en vert : le navire Pourquoi pas ?) - échelle non respectée - ; en points bleus clairs : les positions du Nautile à 3500 m de profondeur ; en dégradé bleu à rouge : le relief sous-marin ; en drapeaux bleus : des points de repères)

Exploiter la cartographie pour vérifier

Après une plongée, la navigation du Nautile de la plongée doit être contrôlée et corrigée. En effet, pendant la plongée du sous-marin, la position du Nautile est connue depuis le navire du Pourquoi pas ? grâce à un système acoustique appelée ici BUC (Base Ultra Courte) qui enregistre une position toutes les six secondes pendant neuf heures. Ces données sont une bonne indication de la position du Nautile sur le fond mais présentent des incertitudes pouvant aller jusqu’à plusieurs dizaines de mètres de la position réelle. Ces données méritent d’être traitées pour se rapprocher de sa route réelle sur le fond (filtrage, lissage, épuration de positions décalées à cause du bruit du navire, …).

Les positions corrigées avec le logiciel ADELIE, nous pouvons repositionner les observations scientifiques de la plongée, au bon endroit, en essayant d’être le plus précis possible, malgré les grandes profondeurs de la zone, et organiser la plongée du lendemain.

Cartographier = communiquer

Une représentation cartographique des données est plus parlante qu’un discours. La représentation des opérations sur une carte nous amène à discuter autour d’une table ou lors de la réunion quotidienne, ou sur la plage arrière où les hommes du pont préparent le matériel à mettre en œuvre.

Les pratiques en géomatique permettent de fournir également, en fin de mission, des cartes et des données fiables représentant la réalité terrain des opérations, malgré la difficulté à explorer les fonds marins par ces grandes profondeurs. Ces cartes enrichiront le rapport de campagne pour illustrer les actions réalisées et seront des supports visuels lors des échanges entre scientifiques et dans mes publications scientifiques.

A leur tour, après la mission, toutes les données géographiques des opérations de la campagne BICOSE2 seront intégrées dans un SIG, disponibles et exploitables pour organiser la prochaine mission en mer portant sur cette même zone d’étude de l’océan atlantique.

Equipe géomatique, mission BICOSE2.