Deux laboratoires de l’EPFL en collaboration avec l’Université Davis de Californie, sondent un des gyres du lac Léman à l’aide d’un robot planeur sous-marin pour comprendre comment il influence l’écosystème.

Les gyres océaniques, induits par les courants et la rotation de la Terre, mesurent des milliers de kilomètres de diamètre. Ils peuvent notamment provoquer l’accumulation des déchets plastiques, formant d’immenses vortex de détritus.
Dans le lac Léman, deux gyres d’une dizaine de kilomètres de diamètre chacun, peuvent se former, sous l’effet de la bise et des courants, entre juin à octobre. Ils apparaissent dans les parties les plus larges du lac, au sud-ouest de Morges et au sud-est de Lausanne. Le phénomène des gyres est connu mais n’a de loin pas dévoilé tous ses secrets.

Les chercheurs ont décidé d’étudier le premier gyre du Léman. Alexander Le Baron Forrest est un expert des gyres. Professeur à l’Université Davis en Californie, il a mené plusieurs
projets de recherche sur les gyres dans le monde entier en utilisant des robots autonomes. Il a aussi collecté des données dans le lac Tahoe en Californie, qui présente de grandes similitudes avec le Léman. “Notre objectif est de mesurer la turbulence dans les gyres aussi précisément que possible, afin que nous puissions en apprendre davantage sur la façon dont l’hydrodynamique affecte l’environnement du lac.”

Un robot planeur sous-marin jaune a traversé l’Atlantique pour aider les chercheurs à collecter des données inédites qui permettront de mieux comprendre son impact sur la structure tridimensionnelle de l’écosystème aquatique. Le robot – capable de descendre à mille mètres de profondeur dans les océans – va glisser grâce à ses deux ailes dans un des gyres du Léman pendant plusieurs semaines.

Les travaux permettront de connaitre l’impact du gyre sur les nutriments qu’il pousse vers la surface ou aspire dans les profondeurs. Il permettront de connaitre son rôle dans la réoxygénation de la surface de l’eau.

Oscar Sepúlveda du Laboratoire de physique des systèmes aquatiques (APHYS) observe plus précisément l’impact du gyre sur la couche de phytoplancton qui se forme chaque été sous les eaux du lac : ” Je voudrais comprendre si ce processus de mélange dû au gyre affecte la structure et la distribution du phytoplancton dans le lac “.
Pour tenter de répondre à toutes ces questions, il a fallu non seulement l’expertise d’Alcherio Martinoli, qui dirige le Programme doctoral en robotique, contrôle et systèmes intelligents (DISAL),mais aussi une batterie de capteurs intégrés au robot. Celle-ci inclut un capteur de température haute fréquence miniaturisé implémenté dans les laboratoires de l’EPFL par Hydromea, l’une des startups de l’école.
“ Jusqu’ici, les données étaient récoltées grâce à des capteurs attachés à un filin et descendus à la verticale du bateau. Avec cette technique, nous avons beaucoup appris sur les turbulences, sur les échanges avec les sédiments, mais c’était de manière très localisée. Grâce à ce planeur de l’Université Davis, nous allons pouvoir sonder de très grandes zones du tourbillon, ” explique Johny Wuest. Il dirige le Laboratoire APHYS à l’EPFL et il mène également des recherches en physique aquatique à l’Institut Fédéral Suisse des Sciences et Technologies de l’Eau (Eawag).
Le planeur peut se déplacer dans le gyre pendant plusieurs jours, refaisant surface toutes les 4 heures pour transmettre une partie de ses données via  satellite. Sans éléments de propulsion, le robot n’interfère pas sur la prise de mesures. Autonome, il glisse dans les eaux jusqu’à une profondeur de 250 mètres. En changeant son centre de gravité et la position de ses batteries avec un système de ballast, il se déplace comme un yoyo et peut  récolter des informations latéralement et verticalement tout au long de son périple qui s’étend sur plusieurs kilomètres.