KNOXVILLE, TN, 11 juillet 2025 /24-7PressRelease/ -- Une nouvelle étude révèle que les produits d'analyse océanique globale peuvent efficacement remplacer les mesures coûteuses in situ de la vitesse du son pour un positionnement précis des fonds marins. La recherche démontre que l'utilisation de profils de vitesse du son (SSP) provenant du modèle océanique global HYCOM (HYbrid Coordinate Ocean Model) permet d'atteindre une précision au niveau du centimètre dans le positionnement des fonds marins, comparable aux méthodes traditionnelles. Cette innovation pourrait significativement réduire les coûts et les défis logistiques dans les études géodésiques marines, particulièrement pour les véhicules sans pilote ou la surveillance à long terme.

Le positionnement précis des fonds marins est crucial pour l'étude des mouvements tectoniques, des tremblements de terre et de l'exploration des ressources marines. La technique GNSS-A (Global Navigation Satellite System-Acoustic) combine des mesures satellitaires et acoustiques pour atteindre une précision au niveau du centimètre. Cependant, la GNSS-A repose traditionnellement sur des mesures coûteuses de SSP in situ, qui nécessitent beaucoup de temps et de ressources pour être collectées. Les variations de température, de salinité et de pression océaniques compliquent davantage l'échantillonnage des mesures in situ, qui ne peuvent pas représenter adéquatement les changements spatio-temporels de la vitesse du son, limitant ainsi l'efficacité de la géodésie des fonds marins. Face à ces défis, il est urgent d'explorer des alternatives économiques aux SSP in situ.

Publié (DOI: 10.1186/s43020-025-00170-z) le 30 juin 2025 dans Satellite Navigation, des chercheurs du First Institute of Oceanography, Ministry of Natural Resources et de la Shandong University of Science and Technology ont évalué la faisabilité d'utiliser les produits d'analyse océanique globale HYCOM pour le positionnement GNSS-A. En comparant les SSP dérivés de l'analyse océanique globale avec les profils empiriques traditionnels in situ et Munk, l'étude a constaté que l'analyse océanique globale offre une précision comparable tout en réduisant considérablement les coûts opérationnels.

L'étude a révélé que les SSP dérivés de l'analyse océanique globale offraient une précision de positionnement horizontal de 0,2 cm (RMS) et une précision verticale de 2,9 cm (RMS), correspondant étroitement aux mesures traditionnelles in situ tout en éliminant le besoin d'enquêtes coûteuses sur le champ de vitesse du son. En revanche, le profil empirique Munk a introduit des erreurs verticales significatives (10,3 cm RMS) en raison de ses hypothèses trop simplifiées, le rendant inadapté aux applications de haute précision. L'analyse océanique globale HYCOM a excellé dans les régions marines énergiques et tourbillonnantes comme le courant de Kuroshio, avec un résidu d'ajustement linéaire du déplacement des fonds marins de 2,3 cm horizontalement, bien que des écarts légèrement plus élevés (~3 cm horizontalement) se soient produits dans des zones dynamiques complexes comme la région de confluence Kuroshio-Oyashio. Des données à long terme (8 ans) ont confirmé la fiabilité de l'analyse océanique globale HYCOM, avec des tendances de déplacement alignées à des niveaux inférieurs au mm/an horizontalement, prouvant sa viabilité pour la surveillance tectonique. Notamment, l'efficacité coût de la méthode et sa compatibilité avec les véhicules sans pilote pourraient faciliter l'accès à la géodésie des fonds marins, offrant une alternative pratique pour les utilisations scientifiques et industrielles.

Le Dr Yanxiong Liu, auteur correspondant de l'étude, a noté : "Nos résultats confirment que les profils de vitesse du son de l'analyse océanique globale sont une alternative pratique aux mesures in situ. Cette avancée non seulement réduit les coûts mais élargit également l'accès à la technologie géodésique des fonds marins pour des applications scientifiques et industrielles plus larges."

Les résultats de l'étude pourraient étendre la surveillance géodésique des fonds marins en rendant le positionnement GNSS-A plus abordable et accessible. L'utilisation de profils de vitesse du son de l'analyse océanique globale au lieu de mesures in situ coûteuses facilite des enquêtes fréquentes et de haute précision - particulièrement précieuses pour les régions sujettes aux tremblements de terre comme la fosse du Japon. Les industries offshore pourraient bénéficier d'un positionnement moins cher des fonds marins pour les projets d'infrastructure, tandis que les scientifiques en sismologie obtiennent de meilleurs outils pour étudier la tectonique des plaques des fonds marins. L'approche promet également pour la navigation des véhicules sans pilote et l'exploration en eaux profondes. En éliminant le besoin de mesures coûteuses de SSP, cette innovation pourrait étendre la géodésie marine et faire avancer notre compréhension de la science des fonds marins.

Références
DOI
10.1186/s43020-025-00170-z

URL de la source originale
https://doi.org/10.1186/s43020-025-00170-z

Informations sur le financement
Ce travail est soutenu par le Science and Technology Innovation Project Funded by Laoshan Laboratory (LSKJ202205102), le Basic Scientific Fund for National Public Research Institutes of China (2022S03), le National Key Research and Development Program of China (2020YFB0505805), le National Natural Science Foundation of China (42004030), et le Shandong Provincial Natural Science Foundation (ZR2023QD179).

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