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Au large de Curaçao, à une profondeur de 60 pieds, l’aquanaute Fabien Cousteau cherche à créer le plus grand habitat de recherche sous-marine au monde.

En 1963, un sous-marin jaune en forme de soucoupe est revenu des profondeurs de la mer Rouge et s’est amarré à un centre de recherche sous-marin, à 26 miles au large de Port Soudan et à 33 pieds sous la surface. A bord, le légendaire explorateur et océanographe Jacques Cousteau, qui a capturé l’imagination de millions de personnes avec son documentaire oscarisé du monde du silence. «C’est la première fois qu’un bateau sous-marin a une base sous-marine», a raconté Cousteau alors que sa silhouette élancée sortait du sous-marin et se rendait à Continental Shelf Station Two, la station sous-marine qui a servi de maison et de laboratoire à cinq aquanautes pendant un mois.

Avec Conshelf Two – un habitat en forme d’étoile de mer avec des lits superposés et des lampes infrarouges comme radiateurs – Cousteau a prouvé que les êtres humains peuvent vivre sous la mer pendant de longues périodes. Avec ses quatre pièces partant du centre, c’était une amélioration significative par rapport à Conshelf One – un cylindre en acier de 16 pieds de long et 8 pieds de large qui ne pouvait accueillir que deux personnes. Financée par l’industrie pétrochimique française, la mission Conshelf de Cousteau a été interrompue deux ans plus tard, après que Conshelf Three a été installé à une profondeur record de 330 pieds, et Cousteau a déplacé son attention vers la conservation des océans.

Il ne reste pas grand-chose de ces innovations sous-marines. En proie, en partie, à un changement d’intérêt du public qui a déclenché un financement accru de l’exploration spatiale, certains ont été retirés de l’eau, d’autres sont devenus des sites de plongée incrustés de coraux. Aujourd’hui, le seul habitat sous-marin en activité qui reste a 34 ans.

Le petit-fils de Cousteau, Fabien, espère changer cela. Le fondateur du Fabien Cousteau Ocean Learning Center, une organisation à but non lucrative dédiée à la protection et à la préservation des océans, des zones côtières et des habitats marins de la planète, construit la plus grande station de recherche sous-marine au monde.

Nommée d’après le dieu prophétique de la mer Proteus, la station sera située à une profondeur de 60 pieds, dans une zone de protection marine biodiversifiée au large de la côte de Curaçao. Imaginé comme la version sous-marine de la Station spatiale internationale, ce sera le premier habitat de recherche sous-marin construit depuis des décennies, marquant un nouveau chapitre. «Nous sommes maintenant dans une nouvelle évolution de la conscience de l’exploration océanique», déclare Fabien. «Grâce à la technologie moderne, nous sommes en mesure de communiquer l’importance de l’exploration océanique.»

Fabien a appris la plongée sous-marine à l’âge de quatre ans. Explorateur océanographique, défenseur de l’environnement et aquanaute (il a été formé pour vivre et travailler sous l’eau), il explique que l’une de ses plus grandes frustrations est les limites importantes de la plongée sous-marine en tant qu’outil de recherche pour les océanologues. Lors de la plongée sous-marine depuis la surface, le temps passé en toute sécurité dans les eaux plus profondes est limité à une moyenne de deux heures par jour. Avec Proteus, il dit: « Maintenant, tout d’un coup, nous avons une maison au fond de la mer, et nous pouvons aller dans l’eau, et plonger 10 à 12 heures par jour pour faire de la recherche, de la science et tournage. »

Sylvia Earle, océanographe et pionnière dans le test de la viabilité des habitats sous-marins, voit la promesse de Fabien. «Proteus est un pas en avant plein d’espoir dans la diffusion du message selon lequel nous devons protéger l’océan comme si nos vies en dépendaient», dit-elle. «Vivre sous l’eau nous donne le don du temps et la perspective incroyable d’être un résident sur le récif. Vous n’êtes plus simplement un visiteur. « 

En 2014, Fabien a passé 31 jours sur l’Aquarius Reef Base, la dernière station de recherche restante. Construit en 1986, la base est de 121 m2 se trouve sur le fond marin au large de Key Largo dans les Keys en Floride. Là, il a vécu les défis de la vie sous-marine: taux d’humidité élevés, faible luminosité, pas de nourriture fraîche, pas d’exercice physique et un isolement extrême. «Je voulais remédier à toutes les lacunes et proposer quelque chose de beaucoup plus propice à l’exploration et à la recherche futures en prenant autant d’éléments du monde de la surface et en le ramenant à un centre de recherche marine à la pointe de la technologie», dit-il. . « Cela nécessite une vision différente. »

À de très rares exceptions près, les laboratoires sous-marins précédents (il y en a eu plus de 65) étaient des cylindres, segmentés en zones plus petites pour vivre et travailler. Proteus, conçu par le designer industriel Yves Béhar et sa firme fuseproject, ne ressemble à aucun autre habitat.

Le Fabien Cousteau Ocean Learning Center organisait des ateliers et des colloques avec des universitaires, des entreprises et des ingénieurs pour valider le besoin scientifique de Proteus depuis deux ans lorsque Fabien a été présenté à Béhar en 2018. Les deux se sont rencontrés à Helena, une organisation qui rassemble des leaders mondiaux. pour discuter et mettre en œuvre des solutions aux problèmes mondiaux. Le mois dernier, Béhar a dévoilé son design pour Proteus.

Avec 1219 m2, Proteus aura dix fois la taille de la base d’Aquarius Reef. De forme circulaire, la structure à deux étages tournera autour d’une rampe centrale incurvée qui relie les deux étages. «Vous vivez sous une pression énorme, littérale, mais aussi scientifique», dit Béhar. Pour atténuer cela, il a imaginé un espace social au centre, entouré de diverses extensions logées dans des pods, où se trouveront les quartiers d’habitation, les laboratoires de recherche, médicaux et salles de bain.

À 60 pieds sous la surface, la lumière naturelle est un autre défi, réduit à la moitié du spectre visible. Les planchers circulaires seront donc décalés les uns des autres, avec des hublots et des lucarnes permettant autant de lumière naturelle que possible. À l’intérieur, des lumières à spectre complet répondront aux besoins humains d’un minimum de dix minutes de rayons UV par jour.

Pour faciliter l’exploration océanique, la structure comprendra également une piscine lunaire, ou comme Jacques Cousteau l’appelait jadis – «une porte liquide». Cette ouverture spécialement conçue, située au bas de l’habitat, permettra aux plongeurs de sortir par une chambre pressurisée. Contrairement à une station spatiale ou à un sous-marin, la pression de l’air à l’intérieur des structures sous-marines est maintenue à égalité avec la pression de l’eau extérieure, empêchant l’eau de mer de pénétrer dans l’habitat. Cela permet aux aquanautes de glisser facilement et d’effectuer des recherches sous-marines en utilisant la plongée – une technique qui réduit le risque de maladie de décompression. Après 24 heures à n’importe quelle profondeur, le corps humain devient saturé d’azote et les aquanautes peuvent rester dans les habitats sous-marins pendant une durée indéterminée. (Bruce Cantrell et Jessica Fain détiennent le record actuel: 73 jours à Jules ‘Undersea Lodge, un ancien habitat de recherche transformé en hôtel sous-marin). Lorsqu’ils sont prêts à refaire surface, le temps nécessaire à la décompression est le même quelle que soit la durée du séjour.

Proteus est toujours en phase de conception. Fabien amasse 135 millions de dollars pour construire l’habitat et l’exploiter pendant les trois premières années. Cependant, Béhar et Fabien ont déjà analysé de l’utilisation de la technologie de construction composite pour la coque et des carreaux de corail imprimés en 3D – que la fondation de Fabien a utilisés pour régénérer les récifs marins – pour créer un récif vivant sur la structure. Et quand viendra le temps de la construire, «il n’y a aucun moyen d’amener une structure sous l’eau sans la faire couler», explique Béhar. «Vous devez remplir la structure avec de l’eau, la couler et la fixer au fond de l’océan.»

«Le livre de Jules Verne, sur les aventures sous-marines de Cousteau, était un élément clé de mon imagination», dit-il.

En 1872, Verne a popularisé l’idée de la vie sous-marine avec son roman épique Vingt mille lieues sous les mers . Six décennies plus tard, le scientifique américain William Beebe et l’ingénieur Otis Barton ont fait de la science-fiction une réalité. Dans les années 1930, le couple a collaboré sur des submersibles expérimentaux appelés bathysphères. Ces minuscules capsules pressurisées, suspendues à un navire, ont emmené le duo à plus de 3000 pieds au large des côtes des Bermudes et ont lancé une vague d’exploration en haute mer.

Auguste Piccard a propulsé le développement des sous-marins en eaux profondes au niveau supérieur. Le physicien et inventeur suisse, qui s’était élevé pour enregistrer des hauteurs dans la capsule pressurisée d’un ballon, s’est rendu compte que les dirigeables et les véhicules sous-marins n’étaient pas si différents après tout. Au lieu d’utiliser un câble pour abaisser et soulever son sous-marin, Piccard a utilisé des poids de lest détachables et un réservoir de flottabilité rempli d’essence, semblable à l’enveloppe remplie d’hélium d’un dirigeable. En 1960, son invention a emmené Piccard et l’océanographe américain Don Walsh dans un voyage vers le point le plus profond connu de la Terre – 10 900 mètres dans la fosse des Mariannes de l’océan Pacifique.

Grâce à ces pionniers, les humains ont visité l’océan profond, mais les progrès ont soulevé une nouvelle question: pourrions-nous y vivre aussi ? Jacques Cousteau, l’inventeur de la plongée, le détendeur de plongée et un véhicule sous-marin connu sous le nom de «soucoupe de plongée», a suscité une fascination du public pour l’océan (et de là, la vie sous-marine) avec ses documentaires sur la vie à bord de son navire de recherche, la Calypso. «Quand j’étais enfant, la Calypso était une deuxième maison loin de chez moi», raconte Fabien. « C’était une salle de classe incroyable. Cela m’a fait réaliser que ces pionniers repoussent les limites chaque jour. »

Et repoussez les limites qu’ils ont faites. En 1962, Cousteau a construit Conshelf One – une structure en acier en forme de tambour de la taille d’un conteneur d’expédition qui était suspendu à 33 pieds sous l’eau au large de Marseille. Avec George F. Bond, le père de la plongée à saturation, Cousteau a ensuite construit deux autres stations sous-marines.

Deux Précontinent a été le sous-marin en forme d’étoile de mer de « village » qui a servi de toile de fond du monde du silence. Construit en 1963, il était situé à Sha’ab Rumi – où les cages à requins incrustées de corail que Cousteau a créé une Mecque de la plongée – tandis qu’une cabine plus petite et plus profonde abritait deux aquanautes pendant une semaine à 100 pieds. Deux ans plus tard, Conshelf Three est né. Ressemblant à une boule disco à carreaux noirs et jaunes, la station a fourni à six plongeurs, dont le fils Philippe Cousteau, à 330 pieds sous la mer Méditerranée.

Au plus fort de l’exploration en haute mer, Fabien estime qu’il y avait 20 structures sous-marines réellement habitables. Aujourd’hui, Aquarius reste la seule station de recherche sous-marine en activité au monde – un fier survivant qui a duré 34 ans quand il a été construit pour durer cinq ans. «Après les années 70, l’exploration océanique n’a pas évolué de la même manière que l’exploration spatiale», déclare Fabien. Avec Proteus, il espère ramener l’intérêt du public vers l’océan – et il n’est pas le seul à vouloir le faire.

La Rougerie a conçu des dizaines d’habitats sous-marins, dont quatre ont été construits. Son tout premier fut Galathée, un habitat semi-mobile de 56 tonnes lancé en 1977, au large des côtes du Japon. Jusqu’à Galathée, explique l’architecte, la plupart des structures antérieures étaient construites sur le fond marin. Rougerie a changé le cap en concevant une structure à lest variable permettant un ancrage suspendu à différentes profondeurs (de 30 à 200 pieds) et sans impact sur l’écosystème sous-marin.

Ses derniers habitats étaient encore plus mobiles, aboutissant à sa conception la plus ambitieuse à ce jour – SeaOrbiter. Construit pour naviguer sur les océans, le navire semi-submersible a été conçu – comme un hippocampe – pour flotter verticalement et dériver avec les courants océaniques.

« La mer est une source incroyable. Un champ d’espoir pour les startups du monde entier », dit Rougerie. « Nous ne connaissons toujours pas la zone abyssale [la couche la plus profonde de l’océan près du fond marin]. nous connaissons les évents hydrothermaux. Nous en savons très peu.

Selon le National Ocean Service, plus de 80% de nos océans restent «non cartographiés, non observés et inexplorés». Mais même les parties qui ont été explorées n’ont pas été cartographiées avec une résolution suffisamment élevée pour détecter des objets tels qu’une épave d’avion ou la flèche d’un volcan sous-marin. Avec Proteus, Fabien pourra cartographier les environs dans un rayon d’un mile et une résolution de ¼ de pouce. «Cela nous donne une mosaïque vraiment, vraiment soignée que nous pouvons revoir régulièrement pour montrer les changements sur une base annuelle et décennale», dit-il.

Fabien envisage la station pour répondre à une grande variété d’études, de la biochimie aux produits pharmaceutiques en passant par le changement climatique. «L’étude des réponses historiques des écosystèmes comme les récifs coralliens aux changements climatiques passés fournit un guide utile. Mais ces méthodes ne nous mènent pas loin », déclare Brian Helmuth, professeur de sciences marines et environnementales et de politique publique à la Northeastern University. «En utilisant une combinaison d’approches expérimentales couplées à des observations de la nature, nous pouvons utiliser une compréhension des mécanismes par lesquels les récifs sont touchés par les changements environnementaux pour prévoir les réponses futures avec beaucoup plus de détails.»

À Proteus, Helmuth voit une opportunité d’étudier un récif de corail intact sur une période prolongée et sans les limitations de la plongée en surface. «Cela permettrait aux scientifiques d’étudier l’environnement sous-marin en en faisant partie, plutôt que de travailler comme des intrus occasionnels», dit-il.

Il est notoire que la mission d’un mois de Fabien à Aquarius Reef Base a donné lieu à trois ans de recherche, mais il y avait des lacunes, comme l’absence d’un laboratoire sur place pour des études en temps réel. Les laboratoires ultramodernes de Proteus permettront des recherches avancées sur place, sans dégradation des échantillons en transit, tandis que son installation de production vidéo à grande échelle fournira une diffusion en direct continue à des fins éducatives. «Il y a un nombre incalculable d’enseignants et d’étudiants qui, comme moi ayant grandi à New York, n’ont pas un accès facile à l’océan», déclare Helmuth. «Proteus va vraiment changer la donne dans l’éducation sur les océans, en fournissant une station spatiale océanique qui offre de nouvelles opportunités passionnantes à la communauté scientifique.

Depuis le début de l’exploration océanique moderne, l’océan a radicalement changé. De vastes andains sont maintenant complètement dépourvus d’oxygène, ce qui conduit à des «zones mortes» qui sont maintenant quatre fois plus grandes qu’elles ne l’étaient en 1950. «Quand j’étais adolescent, j’allais dans les Florida Keys, et c’était un terrain de jeu de couleurs, la texture et le mouvement », dit Fabien.« Et maintenant, comparativement, c’est une ville fantôme.

Les habitats sous-marins comme Proteus ou SeaOrbiter peuvent aider à approfondir notre culture d’exploration et d’expérimentation. Ces laboratoires sous-marins peuvent aider à découvrir de nouvelles espèces, à comprendre comment le changement climatique affecte l’océan et à tester l’énergie verte, l’aquaculture et l’exploration robotique. «Le concept d’équipes robot-humain est particulièrement convaincant pour Proteus», déclare Mark Patterson, professeur et doyen associé à la Northeastern University, dont la recherche se concentre sur le développement de robots sous-marins autonomes pour les infrastructures civiles et la détection marine. les humains travaillant avec des robots robustes et à nage rapide surmonteront le problème qui sévit dans l’océanographie depuis les jours de l’ expédition HMS Challenger : à savoir, l’océan change plus vite que nous n’avons pu l’observer.

Soixante ans après que Cousteau ait filmé ses aventures dans la mer Rouge, l’exploration océanique n’a pas encore atteint son plein potentiel. «La mer nous a fait plaisir, mais nous n’avons fait que les premiers pas dans notre nouvel espace. De nouvelles aventures attendent les océanautes dans le monde du silence. « 

Adaptation Terra Projects

extrait et source : https://www.smithsonianmag.com/

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