Présentation de la conception technique du navire océanographique Aurora Borealis
Les bases techniques du premier navire océanographique arctique, l'Aurora Borealis, ont été présentées cette semaine à Berlin par l'Institut Alfred Wegener pour la recherche polaire et marine, ainsi que par la société d'ingénierie Wärtsilä Ship Design Germany. Ce lourd brise-glace servira de plate-forme de recherche polyvalente et de forage scientifique. Il fait appel à de nouvelles technologies, qui lui permettront d'être opérationnel toute l'année dans les eaux polaires. La planification et la conception technique d'Aurora Borealis ont été financées à hauteur de 5,2 millions d'euros par le Ministère fédéral de l'éducation et de la recherche allemand, et de 4,5 millions d'euros au titre du projet ERICON («European research icebreaker consortium») financé par l'UE. Le consortium ERICON se compose de 15 membres venant de 10 pays d'Europe, ainsi que de la Norvège et de la Russie. Il est financé dans le cadre du thème Environnement du septième programme-cadre (7e PC). La conception du navire de recherche arctique n'a pas été une mince affaire, car il doit briser la banquise, maintenir une position exacte et effectuer des réparations dans une région très isolée. Les caractéristiques techniques de l'Aurora Borealis doivent lui permettre de forer en eau profonde, de recueillir des données et d'utiliser les laboratoires à bord, à une période de l'année où l'Arctique est apparemment infréquentable (de la fin de l'automne au début du printemps). Selon Lester Lempke, un ingénieur travaillant sur le projet, les concepteurs ont dû mettre au point un système facile à gérer et à maintenir, afin qu'il puisse fonctionner dans ces régions isolées, et éventuellement être réparé sur place. Les technologies utilisées actuellement par les navires de forage n'étaient pas assez résistantes pour l'Arctique. En effet, l'eau et la glace n'exercent pas le même type de forces sur la coque d'un navire. «Nous avons immédiatement réalisé que les technologies utilisées ne pouvaient lutter contre la puissance de la glace», ajoute M. Lempke. Les ingénieurs ont conçu une coque spéciale en forme de balcon, avec une adaptation originale au niveau de la ligne de flottaison, explique M. Lempke à CORDIS Nouvelles. Elle utilise une «épaule» particulière et des flancs déversants capables de briser la glace sur le côté, et d'en supporter la pression. Aurora Borealis disposera ainsi d'une coque très résistante, en acier spécial, avec une forme optimisée à la hauteur de la ligne de flottaison. L'autre innovation est l'adaptation des hélices et des propulseurs. Ils doivent être robustes et précis, et disposés dans des baies afin de faciliter leur extraction si les conditions deviennent dangereuses ou simplement en cas de réparation et de maintenance. Les hélices sont placées à l'arrière, et plusieurs propulseurs transversaux sont répartis à l'avant et sur les côtés. Chaque propulseur, d'un diamètre de 4,6 mètres, utilise 4,5 MW de puissance. L'Aurora Borealis dispose également de deux puits de descente de sept mètres sur sept, qui permettent de travailler depuis l'intérieur du navire, par exemple pour le déploiement de l'équipement de forage ou des véhicules de recherche. Ces puits sont en forme de cheminée verticale, partant de l'intérieur de la coque jusqu'à l'eau libre située au-dessous. La descente des équipements depuis l'intérieur du navire facilitera la tâche des chercheurs, qui seront à l'abri du vent, des vagues et de la banquise. Pour la première fois, on pourra mettre à l'eau sous la banquise des équipements de précision et très coûteux, notamment des véhicules sous-marins, autonomes ou téléguidés. Il est prévu d'installer des laboratoires sur les différents ponts qui entourent les puits, mais des laboratoires mis en conteneur et pleinement intégrés aux activités scientifiques du bord peuvent également être installés dans le navire. Les nouveautés en matière de forme de coque, de placement des propulseurs et de conception, ont été soumises à une batterie de tests dans les bassins d'essai en glace des carènes du Hamburg Ship Model Basin en Allemagne, et chez Aker Arctic à Helsinki, en Finlande. Ces tests exhaustifs ont démontré que l'Aurora Borealis est effectivement capable de se positionner dynamiquement dans une banquise de plus de deux mètres d'épaisseur. Ce navire bénéficie en outre d'une sécurité et d'une redondance très élevées au niveau de la salle des machines et du système électrique. Lors de la conception de ce navire très particulier, il faudra absolument tenir compte de facteurs importants, notamment qu'il va explorer des régions très reculées et qu'il est fabriqué à partir d'éléments très lourds. Il sera très loin d'un chantier naval et devra être capable de s'auto-réparer. Le carottage profond de l'océan Arctique est crucial pour combler les lacunes importantes dans les données concernant les changements climatiques. L'Aurora Borealis pourra forer à plus de 1000 mètres sous le plancher océanique, par 100 à 5000 mètres de fond. Le système de positionnement dynamique est totalement original, de par sa capacité à manoeuvrer le navire au milieu dans la banquise dérivante, et donc de forer et de mener des recherches scientifiques dans cet environnement extrême. Pour comprendre les systèmes dynamiques à l'oeuvre dans les régions polaires, il est important de les observer toute l'année. L'Aurora Borealis est en bonne voie de répondre aux questions concernant l'histoire géologique et le climat de l'océan Arctique. Les 60 scientifiques participant aux expéditions prévues espèrent également mesurer la circulation des contaminants dans l'air, l'eau et la glace, afin de quantifier les effets des activités anthropiques sur l'environnement Arctique. L'Aurora Borealis a été inclus dans la liste des priorités du Forum européen sur les infrastructures de recherche (ESFRI) de la Commission européenne.
Pays
Allemagne