La sensibilité des organismes marins aux changements de leur environnement pourrait servir de système de surveillance de la sécurité de l'État.
En tant qu'êtres humains, nous pouvons parfois contempler la nature pendant des heures avec étonnement. Une nouvelle initiative de l'Agence de défense américaine veut maintenant renverser la vapeur :elle veut utiliser des animaux marins pour surveiller l'activité humaine.
L'agence veut savoir si les créatures marines, du minuscule plancton luminescent aux itajaras géants, pourraient être utilisées dans le cadre d'une sorte de système de sécurité sous-marin. Ce système devrait alors détecter les drones sous-marins hostiles, les gros sous-marins nucléaires et autres véhicules sous-marins. Le projet de recherche a été nommé Persistent Aquatic Living Sensors ou PALS en abrégé.
De nombreux animaux marins réagissent de manière audible ou perceptible aux changements sonores ou optiques, électromagnétiques et chimiques de l'eau qui les entoure. Le black bass, par exemple, se comporte différemment lorsqu'il est dérangé par des véhicules sous-marins et certains types de microbes réagissent à la signature magnétique des sous-marins. Les équipements de surveillance existants peuvent détecter ce comportement, mais jusqu'à présent, ils l'ont toujours considéré comme un bruit de fond.
"Le programme PALS a été développé pour maximiser la sensibilité des organismes marins aux changements de leur environnement", a déclaré Lori Adornato, responsable de l'initiative dirigée par la Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), une agence du ministère de la Défense des États-Unis. .
La surveillance sous-marine est généralement effectuée par sonar. L'inconvénient est que les ennemis peuvent également détecter ces signaux. De plus, les détecteurs sonar sont très coûteux, longs à installer, sujets à la corrosion et se couvrent rapidement d'organismes. Certains doivent même rester près d'un navire ou de la côte pour s'alimenter. C'est pourquoi la Marine utilise principalement la surveillance sous-marine pour protéger des sites ou des actifs importants, tels que les ports et les porte-avions.
Les organismes vivants, en revanche, n'ont pas besoin d'électricité et peuvent recevoir des signaux visuels, magnétiques et chimiques ainsi que des sons. "Cela vous donne beaucoup plus d'occasions d'observer des choses dans l'océan", explique Adornato. De plus, ces capteurs naturels sont déjà "installés" dans toutes les mers, et chaque génération remplace automatiquement la précédente. Toutes ces caractéristiques font des créatures marines des espions idéaux pour une surveillance à long terme. "En utilisant des organismes, nous pouvons à la fois couvrir une vaste zone et surveiller une cible pendant une longue période. Vous ne pouvez pas faire cela si vous utilisez un seul capteur pour tout", explique Adornato.
Il existe au moins deux défis majeurs associés au déploiement d'organismes vivants pour la surveillance maritime. D'abord et avant tout, la DARPA aura besoin de détecteurs capables de détecter le comportement animal pertinent. Ces détecteurs pourraient être confrontés aux mêmes problèmes que les capteurs conventionnels. Deuxièmement, "vous devez avoir une certaine connaissance du comportement animal, et c'est toujours une question difficile", a déclaré Kim Martini, un océanographe physique de Seattle qui ne coopère pas avec l'initiative.
Pour explorer les possibilités, la DARPA a accordé un total de 45 millions de dollars à cinq équipes de recherche. Chacun étudiera un organisme marin spécifique et ses réponses aux véhicules sous-marins. Les chercheurs utiliseront une combinaison d'hydrophones, de sonars, de caméras et d'autres capteurs pour étudier et enregistrer le comportement des organismes. Ensuite, ils analyseront les données pour extraire les faux résultats positifs. Enfin, les chercheurs développeront ensuite une technologie capable de transmettre les signaux des organismes marins aux militaires.
Un groupe dirigé par Laurent Chérubin, océanographe physique au Harbour Branch Oceanographic Institute de la Florida Atlantic University, utilisera l'argent du PALS pour enregistrer et analyser les sons des itajaras. Ces poissons territoriaux peuvent mesurer jusqu'à 2,5 mètres de long et peser plus de 350 livres. Ils sont connus pour les remarquables "bruits de claquement" à basse fréquence qu'ils émettent lorsque les plongeurs s'en approchent. Les chercheurs soupçonnent que le bruit sourd est un appel à l'aide qu'ils utilisent en réponse aux envahisseurs, y compris les drones sous-marins et les sous-marins.
Pour tester cette théorie, Chérubin et ses collègues se pencheront en détail sur le comportement de l'itajara. Selon le chercheur, ils révéleront ainsi un comportement invisible. Ils commenceront par la pêche en captivité avant d'étudier les itajaras dans leur habitat naturel pour voir si certains comportements ne se retrouvent qu'à l'état sauvage.
Alison Laferrière, ingénieur océanographe chez Raytheon BBN Technologies, dirigera une équipe de biologistes dans leurs recherches sur la crevette grise. Malgré leur petite taille, les crevettes à canon sont l'un des organismes marins les plus bruyants. Ils émettent des claquements d'environ 200 décibels, ce qui est plus fort qu'un lancement de fusée. Laferrière les compare au crépitement du lard frit. Ces sons parcourent de grandes distances, de sorte qu'ils pourraient toucher les véhicules ennemis, puis rebondir sur les capteurs, un peu comme un sonar. "Il a le potentiel de détecter même les véhicules les plus silencieux", déclare Laferrière.
Laferrière est ravie que son projet PALS contribue également à d'autres recherches fondamentales. En plus d'écouter les sons des crevettes dans l'océan, son équipe surveillera également la santé et la biodiversité de l'habitat. De plus, selon le chercheur, ils font également un travail révolutionnaire, car il n'a jamais été étudié auparavant comment les crevettes pistolets réagissent à la présence d'un véhicule sous-marin et comment cela affecte le paysage sonore général.
D'autres équipes de recherche utiliseront des caméras et l'apprentissage automatique pour détecter des modèles utiles dans les réponses des organismes luminescents aux véhicules sous-marins. Les scientifiques devraient publier leurs découvertes dans les années à venir ou du moins les résultats qui ne sont pas confidentiels.
