Explorer

Explorer

Quoi de mieux que d’explorer pour comprendre le monde qui nous entoure ? Toute expédition ambitieuse nécessite de redoubler d’ingéniosité pour allier sécurité et efficacité. Et à chaque environnement extrême son véhicule ! Comment nous adapter à la gravité, à la pression de l’eau, aux courants violents ou encore à la fragilité du milieu ? Découvrez ici quelques prouesses de création humaine.

Lune

Cano-pées

Fonds-marins

Polar POD

L’exploration lunaire

L’histoire de la conquête spatiale naît d’une rivalité entre deux États. En 1961, l’Union soviétique envoie le premier humain dans l’espace et fait monter d’un cran la compétition avec les États-Unis. Le président John F. Kennedy réagit et appelle à l’exploration de la Lune, le programme Apollo est lancé. Huit ans s’écoulent, et le 20 juillet 1969, après quatre jours de voyage, le module lunaire Eagle atterrit sur le satellite.

Techniques d’exploration

Fusée Saturn V

Du haut de ses 111m, la fusée Saturn V est la plus grande jamais réalisée. Pourtant, seul le sommet contient le vaisseau, l’équipage et le matériel. Cette partie de la fusée est divisée en 2 : le module de commande et de service (CSM), chargé de ramener l’équipage sur Terre, et le module lunaire (LM), pour débarquer les hommes sur la lune. Le choix de cet agencement de compartiments découle d’intenses débats et les caractéristiques de l’engin spatial sont développées en fonction du scénario préconisé par John Houbolt.

Module aigle lunaire

Lors de la mission Apollo 11, il transporte les astronautes Neil Armstrong et Buzz Aldrin ainsi que des équipements scientifiques. La descente est gérée par une section du module équipée d’un moteur. Un système de rétrofusée permet de ralentir le module et de contrôler la descente vers la surface de la Lune.

Une fois la mission terminée, les astronautes rejoignent le module de commande resté en orbite. Pour cela, ils allument le moteur-fusée de l’étage d’ascension et décollent, laissant l’étage de descente sur la lune. Après s’être amarré au module de commande, il est lui aussi abandonné.

Cap sur les canopées

Les tropiques abritent des forêts d’une richesse incomparable et menacée. Elles sont qualifiées de primaires lorsqu’elles sont intactes de toute dégradation humaine. Hautes de dizaines de mètres, denses, elles ne laissent que peu d’espace à la lumière : seulement 0,1 à 0,5% de l’éclairement total arrive jusqu’au sol. C’est dans leur canopée – leur strate supérieure, épaisse de quelques mètres – que se développe une biodiversité d’une complexité unique.

Parc national Springbrook, Australie
© Waren Brasse, Unsplash

Le Radeau des cimes : atterrir sur le toit de la forêt

Depuis des siècles, les humains grimpent à la cime des arbres. Mais ce milieu est longtemps resté délaissé par la recherche scientifique. En 1982, Terry Erwin, entomologiste américain, recense les insectes des canopées en y projetant du gaz toxique. Son résultat est retentissant : la planète n’abriterait pas 1,5 million d’espèces, mais 30 millions seulement avec les insectes – un chiffre depuis réestimé de 5 à 7 millions.

Une idée naît parmi les biologistes français : descendre sur la canopée en ballon plutôt que d’y grimper. Francis Hallé, botaniste montpelliérain, met au point avec Dany Cleyet-Marrel, aéronaute lyonnais, et Gilles Ebersolt, architecte nantais, une montgolfière dont la nacelle a été remplacée par un radeau de 400 mètres carrés. Constitué de poutres gonflables reliées par des filets, il accueille un brûleur central et se pose sur le toit de la forêt pour accueillir les scientifiques et leurs expéditions.

Le Radeau des cimes fait son premier arbrissage in situ en 1986 en Guyane : c’est le début de trente années d’exploration des canopées équatoriales, aux quatre coins du globe.

Envol du Radeau des cimes pour la première
expédition in situ en 1986 en Guyane
© André Fatras

Guyane, Cameroun, Venezuela, Gabon, Madagascar, Laos… Ces explorations ont permis de recenser de nombreuses espèces animales et végétales.

Mais elles ont aussi révélé la richesse biochimique des feuilles des canopées. L’apport de lumière leur permet d’être quatre à cinq fois plus concentrées et diversifiées que les sous-bois en composés secondaires, certains étant des molécules actives exploitables en pharmacie.

Les « opérations canopée » ont aussi mis au jour un phénomène jusqu’ici inconnu : un même arbre peut présenter des génomes différents à plusieurs endroits de sa cime – une particularité qui n’est pas transposable à l’animal, et qui permettrait de favoriser la pollinisation chez certaines espèces.

Au fil des années, de nouveaux dispositifs ont été mis au point comme la Bulle et l’Étoile des cimes, ici au Laos en 2012.
© Jean-Marc Péchard

Des explorateurs toujours plus ingénieux

Découvrez l’impressionnante installation du Radeau des cimes originel sur la canopée forestière à travers cet extrait d’archives de reportage.

À la découverte des grands fonds marins !

L’océan représente près de 70% de la surface de la Terre. Cependant, les grands fonds océaniques sont moins bien connus que le sol lunaire. L’être humain commence tout juste son exploration et une dizaine d’entre eux seulement ont approché ce monde froid et sans lumière, au-dessous des 8000 mètres. Soumis à des conditions extrêmes, les « bas-fonds » de notre planète cachent pourtant plus de secrets que ce que l’on croit. Partez à la découverte du monde mystérieux des abysses grâce au sous-marin UlyX.

Le sous-marin UlyX : une innovation à toute épreuve

5e engin submersible de la Flotte océanographique française, UlyX appartient à la famille des AUV (Autonomous Underwater Vehicle), des robots sous-marins autonomes capables d’effectuer des plongées sans lien physique avec le navire de surface. C’est au cours de l’année 2022 que ce tout nouvel outil d’exploration a effectué ses premières plongées au service des sciences océaniques !

  • Son mode de navigation :

6000 m de profondeur et 48h d’autonomie, ce sont les chiffres clés des capacités de navigation du sous-marin UlyX, rendant désormais 90% des fonds océaniques accessibles à l’être humain. Mais son atout majeur reste la navigation en point fixe, à quelques mètres du fond seulement, pour récolter les données d’un site clef.

  • Une grande polyvalence :

UlyX est multifonctionnel. Il cartographie des surfaces océaniques de l’ordre de 50 km2, réalise des mesures d’inspection locale en visuel et effectue des observations multi-échelles, de loin comme de près avec une résolution d’image proche de celle d’un œil humain. Tout ça en l’espace d’une seule plongée !

  • Son intelligence :

Contrairement aux AUV précédents, UlyX joue un rôle actif d’explorateur capable d’évaluer lui-même où s’arrêter pour collecter des données répondant à un objectif défini en amont de la mission. UlyX permet ainsi de mettre en place des stratégies intelligentes d’exploration.

La vie au fond de l’eau, un mystère à creuser…

Malgré les conditions extrêmes des abysses (absence de lumière, pression écrasante, rareté de la nourriture, basses températures…), la vie y est bel et bien possible ! Parmi les espèces abyssales identifiées par les explorateurs, nous pouvons citer le poulpe Dumbo (1), le siphonophore géant (2), l’éponge lampadaire (3) ou encore le fameux poisson lanterne (4). Ces créatures mystérieuses suscitent la curiosité des scientifiques par leur mode de vie et leur physique incroyable.

Or, avec 230 000 espèces marines connues à ce jour, les scientifiques estiment que nous ne connaissons que 10 % de la faune marine et qu’une bonne partie de celle-ci se cache dans les profondeurs de l’océan.

Polar Pod : Une expédition digne de Jules Verne

Se trouvant dans l’hémisphère Sud, l’océan Austral n’est pas cloisonné par des continents ; c’est un océan ouvert parcouru par le courant circumpolaire antarctique (CCA), qui circule autour du continent Antarctique.

Technique d’exploration

Cet immense océan de tempêtes est encore méconnu, les campagnes d’exploration y sont rares à cause du climat trop capricieux : vents violents en moyenne à 90 km/h, et mer dite grosse sur l’échelle de Douglas, avec des vagues atteignant minimum 10 mètres. Malgré le caractère dangereux de ce milieu, c’est un acteur majeur du climat et il constitue une réserve de biodiversité marine, une meilleure connaissance de ce dernier parait donc indispensable.

Pour explorer cet océan téméraire que les marins ont baptisé les « cinquantièmes hurlants », le bureau d’ingénierie navale SHIP ST de Lorient a conçu le Polar POD ; un navire audacieux prêt à affronter les courants pour permettre l’acquisition de données d’observations sur le long terme.

Caractéristiques techniques :

  • Plateforme de 100 m de hauteur pour un poids de 1 000 tonnes en charge ;
  • Jambes du treillis en acier de 38 à 50 mm d’épaisseur ;
  • Lest de 150 tonnes au fond ;
  • Structure de la nacelle en aluminium et coque extérieure en acier spécial pour encaisser les plus violentes tempêtes.
 

Le Polar POD a été conçu pour être entraîné par le CCA. Il sera donc soumis à des vents contraires et à des courants défavorables, il ne suivra pas une trajectoire rectiligne. Grâce à ses voiles et un propulseur transversal à 10 m sous la flottaison, il sera capable de changer la direction de son cap pour s’éloigner des icebergs.

À quoi sert
cette expédition ?

  • L’océan austral est un élément clé du système climatique et est responsable d’environ 50 % de l’absorption de CO2 d’origine anthropique (humaine) ; l’expédition permettra de faire des mesures précises des échanges atmosphère-océan ;
  • Elle permettra également de réaliser un inventaire de la faune sous-marine par le biais d’hydrophones de grande sensibilité pour capter l’univers sonore sous-marin ;
  • Enfin, la présence des contaminants liés à la pollution anthropique sera étudiée à l’aide de mesures précises.

Pour en savoir plus…

Le CNRS retrace et explique le déroulement du projet Polar POD sur sa chaîne YouTube En direct des labos… Laissez-vous embarquez dans cette aventure.

Découvrez d'autres techniques

Sources

Exploration lunaire
 
Les canopées
  • CLEYET-MARREL, Dany, EBERSOLT, Gilles, HALLÉ, Francis, PASCAL, Olivier et HULOT, Nicolas. Le radeau des cimes trente années d’exploration des canopées forestières équatoriales. (France) : [s. n.], 2021. ISBN 978-2-330-15515-5
  • Images de fond : © Waren Brasse – Unsplash, Jean-Marc Péchard
  • Image du radeau des cimes : © André Fatras
 
Les fonds-marins

Polar POD