in ,

Une étonnante caméra sans batterie pour explorer les océans

caméra sous marine
Crédits : MIT

Aux États-Unis, des scientifiques du MIT ont inventé une nouvelle caméra dont l’objectif sera d’explorer les régions inconnues des océans, traquer la pollution et surveiller les effets du réchauffement climatique. Ce matériel, conçu pour être ultra-basse consommation, fonctionne sans batterie et, évidemment, sans fil.

Soutenir la recherche

Tout d’abord, rappelons que la connaissance humaine des océans est encore assez faible. Pour preuve, 85 % du plancher océanique reste à cartographier, selon un programme soutenu par l’UNESCO. Ainsi, une start-up désire parvenir à élaborer ces cartes d’ici 2030. Un projet qui, par ailleurs, a de multiples enjeux : conservation marine, prévention de certains risques naturels ou encore transition écologique.

Évidemment, l’étude des océans est loin de passer seulement par la cartographie. En effet, mieux connaître les océans implique surtout d’explorer ces derniers. Dans un communiqué du 26 septembre 2022, une équipe de chercheurs du Massachusetts Institute of Technology (MIT) a décrit une toute nouvelle caméra sous-marine autonome. Cette dernière fonctionne sans batterie, sans fil et sans émissions d’ondes. Ici, il est question de soutenir les différentes recherches, notamment en océanographie, biologie marine, climatologie, archéologie sous-marine mais aussi en surveillance de pollution et mesure des effets du réchauffement climatique.

Selon les responsables du projet, la caméra utilise un transducteur fabriqué avec des matériaux piézoélectriques, dont le rôle est de convertir des ondes sonores en électricité, des ondes émises dans l’eau depuis une station de base. Ainsi, il est possible de générer de plusieurs dizaines à quelques centaines de microwatts, une énergie stockée dans un supercondensateur en attendant le moment de capturer des images.

Efficace et minimaliste

L’appareil – également décrit dans la revue Nature Communications – met l’accent sur le côté ultra-basse consommation de l’appareil photo, avec son capteur Himax HM01B0 disponible dans le commerce. Par ailleurs, il est également possible d’obtenir des images en couleur à l’aide de trois diodes de couleur (bleu, rouge et vert). L’appareil prend ainsi trois photos avec l’éclairage de chacune des lampes avant de combiner ces mêmes clichés dans le but de n’en former qu’un seul.

image sous marine caméra
Crédits : capture YouTube / MIT Media Lab

Concernant la transmission des photos, les chercheurs ont redoublé d’ingéniosité. En effet, ces derniers n’ont pas pu utiliser un système de communication déjà présent dans l’eau, tout simplement parce qu’il est question d’une puissance minimum comprise entre 50 à 100 milliwatts, soit beaucoup plus que ce que génère le transducteur. Ainsi, la consommation énergétique a été réduite à quelques nanowatts grâce à la rétrodiffusion (ou backscattering). Cette méthode permet en effet de transmettre des données sur une distance de 40 mètres, sans fil et sans émissions depuis l’appareil.

La rétrodiffusion repose sur le signal sonore provenant de la station de base alimentant la caméra. Or, une partie du signal est naturellement réfléchie, avant de revenir à la source – un peu comme un radar. Ainsi, la caméra modifie le coefficient de réflexion du transducteur piézoélectrique au moyen de deux transistors et peut ainsi transmettre des données à une vitesse de quelques kilobits par seconde.