Mégaprojets
Observatoires arctiques sous-glace : données, énergie et TDY
L’importance de l’Arctique
The Arctic region has long been a mostly neglected region, due to its being almost uninhabited, extremely cold, and difficult to access. It is nevertheless a crucial area of the world for several reasons.
Le premier raison est que le progrès technologique et la faim de l’humanité pour les ressources ont rendu l’Arctique aujourd’hui plus important économiquement que jamais. Le réchauffement climatique rend également ces ressources plus accessibles et ouvre de nouvelles voies commerciales.
C’est aussi une région bordée par de nombreuses nations, chacune avec son propre intérêt stratégique, et les tensions croissantes entre la Russie et les pays de l’OTAN (Canada, Norvège, les États‑Unis et le Danemark, via le Groenland, ont tous une présence directe dans l’Arctique).
Source: Geological Survey Of Norway
Même avec le changement climatique, comprendre et surveiller l’Arctique représente un défi technique et scientifique massif.
Pour cette raison, une nouvelle génération de sondes et de drones sous-marins est en cours de création pour analyser la couverture de glace, explorer les ressources sous-marines et surveiller la région.
Réchauffement de l’Arctique: routes commerciales, climat et nouvelles ressources
Nouvelles routes commerciales
The Arctic region is warming 4 times faster than the global average.
Cela a conduit à ce que la période estivale de l’Arctique voie beaucoup plus d’eau libre de glace qu’auparavant, et que la glace résiduelle soit également beaucoup plus fine, aidant les brise-glaces à la rendre navigable pendant davantage de mois.
Source: BBC
En conséquence, la soi‑disant Route de la Soie Polaire, reliant l’Europe à la Chine en passant par la Russie, devient une route commerciale stratégique. Elle peut connecter la Chine et le Royaume‑Uni en un peu plus de 20 jours à l’aide d’un porte‑conteneurs ordinaire non polaire, grâce aux brise‑glaces russes qui ouvrent le passage.
Sea Legend, which lists a fleet of 18 vessels on its website, said the new services took three years to plan. It had to overcome challenges, including upgrading the ship’s equipment, personnel training, and certification, as well as developing accurate weather and navigation forecasts.
Importance pour le climat
The mass of cold air in the Arctic is an important factor in global weather patterns.
A change in the regional climate could also affect sea levels. Melting ice on the ocean does not directly affect sea level, as this is already floating ice. But the Arctic ice cap over the massive surface of Greenland could cause a significant sea level rise if it were to melt.
In addition, more melted ice means that instead of high-reflectivity ice, the surface is a lot darker, absorbing more of the sun’s energy, potentially causing further warming, both locally and globally.
Lastly, too much ice melting could disrupt the ocean current, especially in the North Atlantic, which is a key regulator of the global climate.
Nouvelles zones économiques
Besides trade routes, the warming of the Arctic waters creates new potential for economic activities. For example, easier navigation and warmer waters are likely to open new fisheries.
The Arctic region is also rich in minerals and energy:
- 97 % des réserves de platine de la Russie se trouvent dans l’Arctique.
- 93 % du minerai de fer utilisé dans l’UE est produit en Suède.
- 50 % des revenus des Territoires du Nord‑Ouest du Canada proviennent de l’exploitation minière.
- La région pourrait contenir 13 % du pétrole conventionnel non découvert du monde et 30 % du gaz naturel conventionnel non découvert.
Meanwhile, the mostly unexploited resource of Greenland includes significant reserves of rare earth minerals such as neodymium and dysprosium, enough to meet at least a quarter of future global demand at 38.5 million tonnes.
Par ailleurs, la ressource encore largement inexploitée du Groenland comprend d’importantes réserves de minéraux de terres rares tels que le néodyme et le dysprosium, suffisantes pour couvrir au moins un quart de la future demande mondiale, soit 38,5 millions de tonnes.
Une situation qui a attiré l’attention d’une grande puissance, notamment avec l’intention de Donald Trump d’acheter le Groenland à un moment donné.
Le Groenland possède également des réserves d’or, de fer, d’aluminium, d’uranium, de zinc, de plomb, de pétrole, de gaz, etc.
Source: Geological Survey Of Norway
Underwater resources could also become a new contested territory, with the Arctic especially rich in underwater mineral deposits containing metal-rich sulphides and mineral-rich hydrothermal sites.
Pourquoi l’Arctique a besoin de nouvelles données sous-glace
Difficile & coûteux à collecter
Arctic observatories provide the data backbone for safe development and environmental protection. A better understanding of the available resources and the surrounding ecosystem is really the only way to use these resources responsibly.
But traditional data collection tools are put to the test in the Arctic weather conditions:
- Les bouées de surface sont détruites par la glace qui se déplace.
- Les satellites ne peuvent pas voir à travers les épais champs de glace.
- Les missions avec équipage sont coûteuses et dangereuses.
This is not to say that none of these are used. For example, the 2019-2020 Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate (MOSAiC) saw more than 600 people working in the Central Arctic to collect data during winter, when icebreakers could not penetrate the ice as it was too thick.
Les scientifiques de l’expédition MOSAiC ont étudié l’atmosphère, la neige, la glace de mer, l’océan et l’écosystème local. Mais avec un budget de 140 M$, une telle expédition reste une curiosité.
Similarly, the “City Under the Ice” of Camp Century, in Greenland, is a relic of the Cold War. The U.S. Army Corps of Engineers built the military base in 1959 by cutting a network of tunnels within the near-surface layer of the ice sheet.
Source: NASA
L’installation a été abandonnée en 1967 en raison de la complexité et des coûts liés à l’établissement d’un établissement permanent dans ces conditions difficiles.
Alternative autonome
Progress in autonomous vehicles and battery systems has completely changed how the Arctic can be studied.
Avec les véhicules sous-marins autonomes (AUV) utilisant des systèmes de batteries à longue durée, les scientifiques peuvent déployer des points d’observation sous la glace à des distances bien plus grandes qu’auparavant.
Ils peuvent également utiliser de nouveaux types de réseaux sonar et LiDAR qui sont à la fois plus puissants et moins énergivores.
Enfin, les liaisons satellites en temps réel et les modèles de détection basés sur l’IA permettent à ces drones d’être beaucoup plus capables et autonomes qu’auparavant, sans devoir être reliés à un navire d’observation ou à une station terrestre pour accomplir leur mission.
En conséquence, la surveillance continue de l’Arctique tout au long de l’année est enfin réalisable.
Géopolitique
Better monitoring is also a strategic imperative for the military to monitor the region and ensure that each nation sees its territorial rights respected.
“There’s been so much change happening in the last 10 to 20 years, with climate change driving increased activity, geopolitical change, and technological change in the Arctic.
The warming trend is also allowing our adversaries to have a greater presence and access to the region.”
Poor cartography and no direct presence can lead to one nation’s claim to the region’s resources to being challenged by another.
Une cartographie médiocre et l’absence de présence directe peuvent conduire à ce qu’une revendication d’une nation sur les ressources de la région soit contestée par une autre.
Dans l’ensemble, les observatoires sous-glace détermineront les futurs différends territoriaux et les évaluations des ressources.
Ainsi, les drones sous-glace et les sondes d’observation constituent un méga-projet géostratégique clé du XXIe siècle.
Comment fonctionnent les réseaux d’observatoires arctiques sous-glace
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| Composant | Rôle principal | Technologies d’exemple | Cas d’utilisation clés en Arctique |
|---|---|---|---|
| Drones autonomes sous-glace (AUV) | Plateforme mobile de capteurs qui cartographie l’épaisseur de la glace, la bathymétrie et les écosystèmes. | Réseaux sonar et LiDAR, caméras, capteurs chimiques, batteries à longue durée. | Cartographie de l’interface glace‑océan, recherche halieutique, inspection d’infrastructures sous-marines. |
| Stations permanentes sur le plancher océanique | Nœud fixe pour la surveillance continue de la géologie, de la chimie et de l’acoustique. | Micro-séismomètres, capteurs de méthane et de CO₂, sondes de chimie océanique, hydrophones. | Suivi des émissions de méthane, activité sismique, surveillance à long terme des écosystèmes et du bruit. |
| Réseau de communication acoustique | Fournit un positionnement sous-marin et des liaisons de données lorsque le GPS et la radio ne peuvent pas traverser la glace. | Modems acoustiques, balises de positionnement, systèmes de synchronisation temporelle. | Navigation sûre pour les AUV, suivi discret des navires et sous-marins, remontée de données vers les hubs. |
| Liaison de surface et satellites | Relaye les données depuis sous la glace vers les réseaux mondiaux en quasi temps réel. | Bouées câblées, terminaux Iridium, satellites en orbite polaire, futures constellations arctiques. | Surveillance climatique en temps réel, sécurité maritime, connaissance stratégique du domaine. |
| Modèles IA de climat et de navigation | Transforme les données brutes des capteurs en prévisions, cartes de risque et guidage d’itinéraires. | Modèles d’apprentissage automatique pour le dérive de la glace de mer, le risque de tempête et les changements d’écosystèmes. | Optimisation des routes maritimes, planification de missions militaires, politiques de pêche et de conservation. |
Drones autonomes sous-glace
Alors que beaucoup d’attention sur la technologie des drones est accordée aux drones volants, en partie à cause de leur rôle croissant dans les conflits militaires, comme le montre la guerre en Ukraine, les drones sous-marins progressent également rapidement.
L’expédition MOSAiC a déjà utilisé une première version de cette technologie pour analyser les interfaces entre la glace de mer et l’océan.
Source: Nature
Il collecte des échantillons de glace, d’algues, de zooplancton et mesure l’épaisseur de la glace grâce au sonar, à l’imagerie, aux prélèvements chimiques et au radar orienté vers le haut pour cartographier la fonte de la glace depuis le dessous.
Stations permanentes sur le plancher océanique
Les drones sous-glace mobiles sont une excellente option pour l’analyse dynamique de la région arctique et l’échantillonnage régulier.
Cependant, d’autres points de données nécessitent une forme d’observation beaucoup plus continue, ce qui peut être réalisé avec des stations de mesure sur le plancher océanique.
Ils peuvent intégrer divers instruments pour surveiller différents phénomènes:
- Micro-séismomètres pour détecter l’activité géologique.
- Capteurs de chimie océanique pour mesurer les changements biologiques et environnementaux.
- Détecteurs de méthane et de CO₂ pour évaluer la contribution de la zone au changement climatique.
- Hydrophones pour détecter le mouvement des navires et des sous-marins.
Traditionnellement, ces stations sur le plancher océanique ont été alimentées par un câble provenant d’un navire ou d’une station terrestre à proximité. Par exemple, la mission MOSAiC a utilisé l’alimentation fournie (6 kW) du navire Polarstern via un câble pour chauffer les installations et alimenter les stations du plancher océanique.
Mais l’observation à long terme du profond Arctique nécessite une solution différente. Au lieu de cela, le courant marin ou l’énergie marémotrice peuvent être utilisés pour générer une petite mais constante alimentation électrique pour ces capteurs.
Si la production d’énergie est suffisante, ces stations sous-marines pourraient également servir de stations d’alimentation sous-marines et de points de recharge pour les drones sous-marins autonomes.
Réseaux de communication acoustique
Comme le GPS ne pénètre pas l’eau et que la glace bloque l’accès facile à la surface avec une antenne flottante, les drones sous-glace se triangulent via des modems acoustiques et des « balises » du plancher océanique.
Cela peut être une fonction supplémentaire d’une station sous-glace du plancher océanique, servant de point fixe que les drones peuvent utiliser pour s’orienter.
Intégration satellite
La communication acoustique peut être utilisée pour collecter et centraliser les données, mais celles-ci doivent ensuite sortir de la mer et de sous la glace pour atteindre les chercheurs.
La solution consiste à utiliser un hub de données concentrant le signal acoustique en un point, puis à utiliser un câble pour le connecter à un système de liaison de données en surface.
Source: ResearchGate
Les liaisons de données peuvent être connectées à un satellite en orbite polaire, au réseau Iridium ou à de futures constellations axées sur l’Arctique.
Modèles IA climatiques
Toutes les données collectées en temps réel et tout au long de l’année devront ensuite être intégrées dans des modèles prédictifs utiles.
Il est fort probable que les modèles climatiques arctiques de prochaine génération utiliseront largement la technologie IA pour améliorer leurs capacités prédictives. Ils seront, à leur tour, utilisés par les météorologues, les compagnies maritimes, les opérateurs militaires/navals, les régulateurs de la pêche et les agences environnementales.
Conclusion: pourquoi les observatoires arctiques sous-glace sont importants
La nouvelle génération de systèmes d’observatoires sous-glace, des drones sous-marins aux stations sous-marines, va révolutionner notre compréhension de l’Arctique. Ce sera la première fois que nous pourrons obtenir une observation continue de la région pendant les mois d’hiver, avec une image beaucoup plus détaillée des mois d’été.
Il ne s’agit pas seulement d’un projet scientifique, mais il aura d’énormes répercussions sur l’activité économique ainsi que sur les conditions géopolitiques et militaires de l’Arctique.
Ainsi, qu’il s’agisse de surveiller les émissions de méthane, l’épaisseur de la glace, les écosystèmes locaux et la pêche, de détecter les gisements minéraux précieux ou de surveiller les activités des navires commerciaux et militaires, il est probable que les observations sous-glace deviendront une technologie très importante à la fin des années 2020 et tout au long des années 2030.
Investir dans la surveillance de l’Arctique
Teledyne Technologies
(TDY )
Fondée en 1960, Teledyne Technologies est un conglomérat technologique qui est leader dans les drones sous-marins et l’instrumentation marine générale.
Cela comprend des hydrophones, sonar, suivi des poissons, mesure de la glace et des vagues, etc. Il peut être utilisé pour toutes sortes de programmes scientifiques en mer.
Source: Teledyne
Les véhicules sous-marins de Teledyne sont utilisés par des initiatives comme le Réseau d’observation en temps réel des écosystèmes aquatiques (RAEON), un réseau de recherche canadien qui déploie les planeurs Slocum de Teledyne et d’autres plateformes autonomes pour surveiller les écosystèmes aquatiques en temps réel.
Parmi les AUV de Teledyne figurent la plateforme autonome Gavia (plage de profondeur 500 m–1 000 m), la plateforme Osprey (plage de profondeur 2 000 m) et la plateforme SeaRaptor (plage de profondeur 3 000 m ou 6 000 m), qui peuvent être utilisées tant pour des applications civiles que militaires (y compris le déminage).
Elle a également fourni des fournitures et de l’instrumentation aux expéditions de recherche polaire canadiennes et européennes.
Source: Teledyne
Parmi les autres projets scientifiques les plus remarquables auxquels l’entreprise a participé figurent la mission de la NASA vers la lune Europa de Jupiter, l’Observatoire des mondes habitables (HWO) qui sera lancé à la fin des années 2030, ou le rover martien Perseverance.
L’entreprise est également active dans l’imagerie numérique et les capteurs, l’électronique aérospatiale et de défense, ainsi que les machines et systèmes avancés. Ces capteurs et systèmes peuvent être utilisés par de nombreuses industries, de la santé à la défense ou à l’énergie.
Source: Teledyne
L’entreprise s’est développée grâce à un mélange de nouveaux projets de R&D et d’acquisitions, avec 74 acquisitions depuis 2001.
Source: Teledyne
Cette stratégie a entraîné une croissance rapide du chiffre d’affaires, les revenus passant d’environ 875 M$ en 2004 à plus de 4,6 M$ en 2020 et à environ 5,6 M$ en 2024, selon les présentations récentes aux investisseurs.
Le plus grand marché de l’entreprise est les États‑Unis (partagé à parts égales entre les secteurs gouvernemental et commercial), suivi de l’Europe.
Source: Teledyne
Le Teledyne d’aujourd’hui est un leader dans l’introduction de systèmes autonomes et automatisés dans le monde réel, y compris dans les conditions ultra‑exigeantes de la mer ouverte ou de l’Arctique. Alors que l’Occident réindustrialise et relocalise sa chaîne d’approvisionnement, des entreprises comme Teledyne bénéficieront probablement de cette tendance et deviendront un champion industriel national encore plus important pour les États‑Unis.
Cela fait de Teledyne une action solide « picks & shovels » pour l’exploration sous-marine et spatiale, parfaitement alignée avec ce méga‑projet.
Dernières actualités et développements boursiers de Teledyne (TDY)
