Comment fonctionnent les recherches d'épaves d'avions en eaux profondes

Un problème sans équivalent

Lorsqu'un avion de ligne disparaît au-dessus de l'océan, le défi de le retrouver éclipse presque toutes les autres opérations de recherche et de sauvetage de l'histoire humaine. Le sud de l'océan Indien – où l'on pense que le vol MH370 de Malaysia Airlines s'est écrasé en mars 2014 – atteint des profondeurs allant jusqu'à 4 000 mètres, s'étend sur des millions de kilomètres carrés et figure parmi les régions les plus reculées et les moins cartographiées de la planète. Plus de dix ans plus tard, des équipes utilisant la robotique marine la plus avancée disponible n'ont toujours pas localisé l'épave principale, ce qui illustre à quel point la tâche est réellement redoutable.

La première course : trouver la balise de la boîte noire

Chaque avion de ligne transporte deux enregistreurs de vol : un enregistreur de données de vol (FDR) et un enregistreur de conversations de poste de pilotage (CVR), communément appelés « boîtes noires ». Chacun est équipé d'une balise de localisation sous-marine (ULB) : un petit dispositif qui s'active automatiquement au contact de l'eau et commence à émettre une impulsion ultrasonore de 37,5 kHz une fois par seconde.

Selon SKYbrary, ces balises sont conçues pour fonctionner à des profondeurs allant jusqu'à 6 000 mètres et sont conçues pour émettre un signal pendant au moins 30 jours. Les navires de recherche traînent des localisateurs de signaux acoustiques remorqués (TPL) – des réseaux d'hydrophones – dans l'eau pour capter le signal. Le hic : à des profondeurs supérieures à environ 2 kilomètres, le signal de 37,5 kHz s'atténue rapidement et ne peut généralement pas être détecté depuis la surface. Les navires doivent s'approcher – parfois à moins de 1 à 2 kilomètres – pour l'entendre.

Si la balise n'est pas trouvée dans les 30 jours, ou si la zone de recherche est trop vaste, les équipes doivent passer à une approche plus lente et plus systématique : cartographier le fond marin lui-même.

Sonar : voir sans lumière

En dessous de quelques centaines de mètres, la lumière du soleil ne pénètre pas. La recherche d'épaves nécessite une imagerie acoustique – l'utilisation d'ondes sonores comme les chauves-souris utilisent l'écholocation. Il existe deux principaux outils sonar utilisés dans les recherches en eaux profondes.

Le sonar à balayage latéral émet des impulsions sonores en forme d'éventail de chaque côté d'un véhicule et mesure l'intensité des échos de retour. Les objets durs réfléchissent davantage le son ; les sédiments mous l'absorbent. Le résultat est une image en niveaux de gris du fond marin qui révèle des formes inhabituelles, des anomalies et des champs de débris. Comme l'explique NOAA Ocean Exploration, la technique est similaire à l'éclairage d'une surface avec une lampe de poche sur le côté – les objets projettent des « ombres » acoustiques qui aident les analystes à les identifier.

Le sonar à synthèse d'ouverture (SAS) est une méthode plus sophistiquée. Au lieu de s'appuyer sur un seul ping, il combine plusieurs retours qui se chevauchent au fur et à mesure que le véhicule avance, générant des images beaucoup plus nettes que le sonar à balayage latéral conventionnel. Cela permet de détecter des objets plus petits et de distinguer les épaves des éléments naturels du fond de l'océan.

Véhicules sous-marins autonomes : les bêtes de somme

Le sonar de navire monté sur la coque envoie des signaux de la surface jusqu'à des profondeurs de plusieurs kilomètres, mais la résolution qui en résulte est grossière – chaque pixel d'image peut représenter une zone de la taille d'un terrain de football. Pour obtenir les détails nécessaires à l'identification des débris d'avion, les chercheurs déploient des véhicules sous-marins autonomes (AUV), qui fonctionnent à seulement quelques dizaines de mètres au-dessus du fond marin, où la résolution du sonar s'améliore considérablement.

Dans la reprise de la recherche du MH370, la société de robotique marine Ocean Infinity, basée au Texas, a déployé sa flotte Armada – des navires de surface minces et semi-autonomes qui lancent et récupèrent des essaims d'AUV à travers des puits de lune dans la coque. Selon Scientific American, ces AUV peuvent passer jusqu'à quatre jours immergés, cartographiant le fond marin à des profondeurs approchant les 6 000 mètres avec un sonar multifaisceaux, des profileurs de sous-fond pour voir sous les sédiments et des magnétomètres pour détecter les épaves métalliques. La capacité de faire fonctionner plusieurs AUV simultanément augmente considérablement les taux de couverture par rapport aux missions antérieures à véhicule unique.

Pourquoi l'océan gagne – pour l'instant

Même avec une technologie de pointe, les recherches en eaux profondes sont confrontées à des limites physiques difficiles. Le sud de l'océan Indien est vaste : Ocean Infinity a couvert environ 140 000 kilomètres carrés depuis 2018 et n'a pas encore trouvé le principal champ de débris du MH370, selon NPR. Chaque campagne de recherche dépend d'une estimation optimale du lieu de l'écrasement dérivée des données de communication par satellite – une science imprécise. Une petite erreur dans la trajectoire de vol estimée peut se traduire par des centaines de kilomètres de décalage sur le fond marin.

Les courants marins profonds dispersent également les débris au fil du temps, et d'épaisses couches de sédiments marins peuvent enfouir complètement les épaves, ce qui rend même les meilleures images sonar ambiguës. L'analyse des données elle-même est gourmande en main-d'œuvre : PBS NewsHour rapporte que les analystes doivent examiner des milliers d'images sonar à la recherche d'anomalies, un processus de plus en plus aidé par l'apprentissage automatique, mais encore loin d'être automatisé.

Un domaine en pleine transformation

La longue chasse au MH370 a accéléré l'innovation dans la technologie de recherche marine. Les AUV sont désormais plus rapides, plongent plus profondément et transportent des charges utiles de capteurs plus riches que jamais. Des chercheurs du MIT développent des réseaux sonar de véhicules de surface qui pourraient cartographier de vastes zones sans déployer du tout de robots sous-marins. La tragédie, bien que non résolue, a rendu l'océan profond un peu moins inconnaissable – et la prochaine recherche un peu plus susceptible de réussir.