Une technologie sous-marine innovante transforme la recherche et la conservation portuaires

Par Ashley Townes, boursière Keystone de Washington SEA Grant

Imaginez-vous en train de traverser un musée, et soudain, vous vous retrouvez devant un tableau qui représente un vaste monde sous-marin regorgeant de vie aquatique. Vous étudiez les coups de pinceau et les couleurs, et l'œil de votre esprit commence à remplir les détails, créant une expérience riche en trois dimensions. De même, les caméras à 360 degrés et les petits véhicules sous-marins télécommandés (ROV) peuvent nous transporter dans les profondeurs de l'océan, où nous pouvons observer la vie marine dans leurs habitats naturels. Avec leurs objectifs grand angle et leur technologie de pointe, ces outils capturent chaque détail, offrant une expérience sous-marine immersive qui peut nous emmener dans de nouveaux mondes et nous offrir une vue à la fois époustouflante et impressionnante.

Ces outils innovants changent la façon dont le port et ses partenaires étudient l'environnement marin, réduisent les émissions de carbone et préservent l'habitat dans notre région. Découvrez comment cette technologie transforme la recherche et la conservation au port.

Plonger dans les profondeurs de l'océan a toujours été une perspective intrigante pour les explorateurs et les scientifiques. Cependant, cela n'est pas sans défis. C'est là qu'interviennent les petits véhicules sous-marins télécommandés (ROV). Introduits sur le marché dans les années 1980, ces engins submersibles ont parcouru un long chemin depuis leur création. Leur conception a évolué pour offrir une solution complète et économique pour l'arpentage et la surveillance des milieux aquatiques.

Que sont les petits ROV, demandez-vous ? Ce sont des systèmes robotiques télécommandés qui permettent aux opérateurs en surface d'explorer, d'observer et d'étudier le monde sous-marin de manière non invasive. Ces petits ROV sont équipés de caméras, de lumières et d'autres instruments scientifiques qui permettent aux chercheurs de capturer des images et des séquences vidéo de haute qualité de la vie marine et des habitats sous-marins. De plus, ces instruments peuvent être échangés en fonction des besoins de l'utilisateur.

Mais les petits ROV ne sont pas réservés aux scientifiques et aux chercheurs. Tout le monde peut les utiliser pour visiter le monde sous-marin ! Ces petits ROV sont disponibles dans une gamme de tailles, des unités portatives qui peuvent être utilisées par une seule personne aux véhicules plus grands qui nécessitent une équipe d'opérateurs. Les possibilités sont infinies avec ces petits ROV sous-marins.

Les caméras à 360 degrés capturent des images et des vidéos sous tous les angles, créant une image ou une vidéo panoramique homogène résultant en une photo ou un clip cohérent. Le résultat est une expérience de visionnage interactive, qui peut être appréciée sur un ordinateur, un appareil mobile ou un casque de réalité virtuelle. Bien que l'utilisation de caméras à 360 degrés pour la recherche marine et les évaluations de l'habitat soit une idée relativement nouvelle, elle est très prometteuse pour améliorer les études d'observation et la collecte de données. Imaginez être capable de capturer une forêt entière de varech ou un banc de poissons se déplaçant d'un habitat à un autre dans une image fixe ou un clip cohérent ! Avec une caméra à 360 degrés, les chercheurs peuvent étudier la vie marine d'une manière plus complète et immersive que jamais.

La combinaison de caméras à 360 degrés et de ROV miniatures a le potentiel de créer des images et des vidéos de haute qualité à des fins d'arpentage et de surveillance aquatiques. Ceci est particulièrement utile lorsque vous essayez de surveiller les espèces en mouvement dans l'eau et d'évaluer les conditions de l'habitat. En plus de capturer des images et des vidéos, les caméras à 360 degrés et les petits ROV peuvent également être équipés de capteurs qui mesurent la qualité de l'eau et d'autres facteurs environnementaux. Ces données peuvent être utilisées pour surveiller les changements dans l'environnement et identifier les menaces potentielles pour l'écosystème.

Le port de Seattle travaille sur plusieurs initiatives de recherche pour mieux comprendre l'environnement côtier. Les forêts de varech fournissent de la nourriture, un abri et un sanctuaire à un large éventail de poissons, d'oiseaux et de mammifères marins. Ils absorbent également activement le carbone atmosphérique, offrant potentiellement une protection contre les effets nocifs de l'acidification des océans. En 2022, le port de Seattle et l'aquarium de Seattle ont collaboré pour cartographier, surveiller et comprendre la répartition des lits urbains de varech (Nereocystis luetkeana) qui bordent le front de mer d'Elliott Bay et les voies navigables est et ouest du port de Seattle. Les objectifs de la recherche comprennent :

L'aquarium de Seattle utilise la technologie de pointe des petits ROV pour recueillir des données sur la distribution et les conditions du varech haussier, ainsi que sur le sous-étage et les communautés d'algues qui fleurissent à leurs côtés. "Nereo", le ROV de l'Aquarium, est armé d'une gamme sophistiquée de capteurs et de caméras, et est navigué à l'aide d'un contrôleur de jeu. Les images capturées par cette technologie utilisent l'intelligence artificielle (IA) pour identifier les espèces aquatiques, telles que les poissons, les crabes de varech, et compter la densité de varech.

Au cours de l'hiver 2022, le port de Seattle et l'aquarium de Seattle ont uni leurs forces pour construire une version mise à jour du ROV de l'aquarium. J'ai travaillé avec le personnel du port Mike DeSota et Randy Edwards, et les chercheurs de l'Aquarium Zachary Randall et Meagan Williams, pour construire un ROV sur mesure qui capture des données sur la distribution, la santé et la croissance du varech taureau.

Le Duwamish River People Park (DRPP) du port offre plus de 14 acres d'habitat estuarien restauré et 3 000 pieds de rivage. Achevé à l'été 2022, le parc représente une augmentation remarquable de 40 % de la superficie des marais le long de la rivière Duwamish, et c'est le premier véritable test du système de « banque d'atténuation » du port.

Au cours des 10 prochaines années, le port de Seattle effectuera des relevés de poissons à l'aide de la méthode du verveux. Le verveux est un type d'engin de pêche composé d'une série de filets cylindriques qui guident le poisson dans un piège. Cette approche traditionnelle d'échantillonnage des poissons recueille des données sur la présence de salmonidés (qui comprend le saumon, la truite et les corégones d'eau douce) et d'autres poissons migrateurs. Dans le cadre du programme 2022-2023 Washington Sea Grant Keystone Fellowship, je développe une nouvelle approche qui fusionne les techniques classiques d'échantillonnage de poissons avec une technologie de pointe. Avec l'aide de caméras à 360 degrés et de ROV, j'espère démontrer le potentiel de cette approche pour documenter les schémas de déplacement des poissons et l'utilisation de l'habitat dans et autour des sites restaurés.

En utilisant des caméras sous-marines à 360 degrés et de petits ROV pour étudier les populations de poissons juvéniles, le projet vise à tester l'efficacité et l'utilité de ces techniques d'enquête sur les sites de restauration des rivières. Le projet pilote utilisera le FIFISH V6 ROV et la caméra à 360 degrés Insta360 X3. Aucune étude n'avait auparavant comparé directement ces méthodes, ce qui fait de ce projet pilote une occasion unique d'avoir un aperçu des meilleures pratiques de surveillance des poissons. Les images d'enquête sur les poissons recueillies dans le cadre de ce projet ont également le potentiel d'être utilisées dans une expérience éducative de réalité virtuelle (VR).

Non seulement cette étude contribuera au domaine de l'écologie des poissons, mais elle fournira également des données précieuses pour la restauration de l'habitat au DRPP et d'autres sites de restauration du port le long de la rivière Duwamish. En comprenant comment les populations de poissons juvéniles utilisent et réagissent à ces habitats restaurés, nous pouvons mieux concevoir et mettre en œuvre des projets de restauration efficaces à l'avenir. De plus, le potentiel d'utilisation des images d'enquête sur les poissons dans une expérience éducative de réalité virtuelle (VR) est passionnant. Il offre une nouvelle façon attrayante d'éduquer les écologistes des poissons et le public sur l'importance de préserver et de restaurer nos habitats naturels. L'avenir de l'écologie des poissons s'annonce prometteur et nous avons hâte de voir quelles autres technologies et techniques innovantes émergeront.