Une bourse du Conseil européen de la recherche (ERC) a permis au professeur Guust Nolet de retourner en Europe pour développer de petits robots sous-marins qui pourraient aider à comprendre la structure de notre planète. Dix ans plus tard, grâce à un partenariat industriel financé par une subvention supplémentaire, ces robots sont aussi utilisés pour surveiller la santé de nos océans.
Beaucoup d'entre nous ont subi un scanner ou CT-scan. Cette technique, appelée tomodensitométrie (TDM), est utilisée par les médecins pour obtenir des images en coupe d'organes ou d'os à l'intérieur du corps humain. Toutes ces images combinées donnent une image du corps en trois dimensions.
Les sismologues utilisent une technique similaire, connue sous le nom de tomographie sismique, pour visualiser l'intérieur de la Terre. En étudiant les ondes générées par les tremblements de terre ou les explosions sous-marines, ils peuvent créer des images en deux et trois dimensions des profondeurs de notre planète. Depuis sa création dans les années 1970, la tomographie sismique a grandement contribué à la compréhension de l'évolution de la Terre. Mais les progrès sont lents car les séismes dans les régions océaniques ne sont que rarement signalés.
Alors basé à l’université de Princeton, le professeur Nolet, géophysicien néerlandais, commence à développer un prototype de sismographe sous-marin appelé « MERMAID » (Mobile Earthquake Recording in Marine Areas by Independent Divers, et « sirène » en français). Il a l'idée d'équiper les flotteurs déjà utilisés par les océanographes du projet Argo de capteurs détectant les tremblements de terre. Ces flotteurs font surface toutes les une à deux semaines pour transmettre des données sur la température et la salinité de l’eau à un satellite. Malgré des résultats encourageants, il est confronté au scepticisme de ses pairs et ne réussit pas à obtenir les ressources nécessaires pour continuer ses recherches.
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Retour en Europe avec un financement ERC
En 2008, Guust Nolet est Professeur Invité à l’université de Nice lorsqu’il décide de postuler pour une bourse Advanced Grant de l’ERC et il réussit à obtenir un financement pour « cette entreprise très risquée ». Il s'installe en France pour poursuivre le développement de son projet en profitant des installations du laboratoire géophysique Géoazur de Sophia Antipolis dont l'accès à un navire de recherche de 22 mètres est idéal pour réaliser des tests en Méditerranée. Il peut enfin construire et déployer une petite flotte de MERMAID, embarquée lors d'expéditions dans les océans Indien et Pacifique.
Professeur Nolet et son équipe utilisent ces données, dont certaines n’auraient pas être collectées par ailleurs, pour étudier la structure du manteau terrestre sous les îles Galapagos. Publiés en 2019, leurs résultats attirent l’attention de la communauté sismologique. Grâce à ces flotteurs innovants, il est désormais possible d'étendre l'acquisition de données à d’autres régions océaniques. Cette approche non conventionnelle peut être mise en place à moindre coût par rapport au déploiement de sismomètres de fond océanique OBS et elle a le potentiel de révolutionner le développement de systèmes d'enregistrement sismique dans les océans.
© Yann Hello
Gauche: Un flotteur « MERMAID » fait surface pour transmettre des données via le système satellite Iridium.
Droite: Récupération d'un flotteur sirène après un an dans l'océan Pacifique.
Une collaboration avec l’industrie et un prix scientifique
Suite à ce succès, le professeur Nolet obtient un financement complémentaire de l'ERC : une subvention « Proof of Concept » pour mettre son idée sur le marché. En coopération avec OSEAN, une entreprise spécialisée dans les technologies sous-marines, il développe des flotteurs plus puissants que les premiers prototypes, pouvant plonger plus profondément et avec une durée de vie étendue à 5 ans.
En octobre 2019, Yann Hello, ingénieur de recherche en charge de la R&D chez Géoazur qui a travaillé avec le professeur Nolet, reçoit le prix Carnot FIEEC, pour ce projet. Le prix est décerné aux chercheurs dont les travaux sont développés et appliqués en lien avec une PME en vue de générer de la croissance et des emplois. Ce partenariat a conduit au développement des MERMAID actuels, ajoutant de nouvelles fonctionnalités et des capteurs pour étendre leur utilisation à la détection des baleines, des phénomènes météorologiques et des nuisances sonores générées par les activités humaines, au profit de la surveillance environnementale des océans.
De gauche à droite: Dr Pierre Toulhoat, Vice-Président du BRGM (Bureau de Recherches Géologiques et Minières), Yann Hello et Olivier Philippe, PDG de l'OSEAN
De futures applications
Les chercheurs envisagent de nouvelles applications avec les flotteurs : par exemple pour l'enregistrement des sons sous-marins (dans le cadre du cadre de la directive européenne sur la stratégie pour le milieu marin, premier outil législatif européen sur la protection de la biodiversité marine), la surveillance du traité d'interdiction des essais nucléaires ou la conduite d'enquêtes médico-légales. Bien qu’officiellement retraité, le professeur Nolet forme actuellement de jeunes chercheurs qui travaillent sur la prochaine génération de robots sous-marins pour le bénéfice de chercheurs – géophysiciens, géochimistes, biologistes, météorologues, ou océanographe – mais aussi de l'ensemble de la communauté scientifiques étudiant le climat et l’environnement.
Bio
Guust Nolet a obtenu son doctorat en 1976 à l'Université d'Utrecht (Pays-Bas). Il rejoint ensuite la Faculté des sciences de la Terre de cette université, où il a été promu professeur en 1985. Professeur au Département de géosciences de l'Université de Princeton (États-Unis) de 1991 à 2008, il est Professeur à l'Université de Nice-Sophia Antipolis (France) jusqu'à sa retraite en 2014. Le Professeur Nolet a consacré une grande partie de sa carrière scientifique à chercher à comprendre le rôle du manteau terrestre dans la formation des caractéristiques géologiques observées à la surface de la Terre. Pionnier de la tomographie sismique, il a conçu le premier réseau sismique numérique portable pour des études sur le terrain de la structure intérieure de la Terre.