Un voilier de course converti en laboratoire mobile grâce à Xylem

Le trafic de fret de la mer Baltique représente jusqu’à 15 % du trafic mondial, ce qui en fait l’une des régions du monde les plus fréquentées par les navires. Dans le cadre d’un projet européen, la technologie de surveillance de l’eau de Xylem a été installée sur un voilier pour étudier l’impact environnemental du transport maritime dans la région.

Aujourd’hui, la mer Baltique est parcourue par différents navires, notamment des ferries, des bateaux de croisière, des pétroliers, des navires de transport de voitures, des porte-conteneurs et autres navires de fret. En raison de l’étroitesse des détroits et des eaux peu profondes de cette mer, la navigation y est difficile. Certaines routes maritimes voient passer un gros navire en moyenne toutes les dix minutes.

Les secteurs du transport maritime et du tourisme, en progression constante, exercent une pression environnementale croissante sur les voies navigables. Cela se traduit par une pollution sonore, aérienne et aquatique plus importante qui représente une menace claire pour l’avenir de la Baltique.

Nouveau projet pour un transport maritime durable

En 2010, l’Union européenne (UE) a lancé BONUS, un programme de recherche et développement commun pour la mer Baltique dont l’unique objectif était de mettre au point un projet de commerce durable sur le plan économique et écologique dans la région. En 2015, BONUS a commencé à financer le projet SHEBA qui étudie l’impact environnemental du transport maritime dans la région de la mer Baltique.

Le projet, qui se poursuivra jusqu’en 2018, est soutenu par de nombreuses parties prenantes, notamment des spécialistes de l’atmosphère, des océanographes, des économistes ainsi que des experts du transport maritime, des politiques environnementales et du droit de l’environnement. L’un des grands objectifs de SHEBA est de mieux comprendre la pollution.

Transformation d’un voilier en laboratoire mobile

En 2016, un ancien voilier de courses au large a été converti en laboratoire mobile pour le projet SHEBA. Sa mission est d’établir un modèle de la qualité des eaux et de l’air dans les routes maritimes très fréquentées. Grâce à un voilier sans émissions moteur, le Hrimfare af Ranrike, les problèmes liés à l’auto-contamination et à ses répercussions possibles sur la précision des mesures disparaissent.

Au cours de l’expédition de l’été 2016, le navire a été équipé d’appareils lui permettant d’effectuer des mesures et de recueillir des échantillons dans l’atmosphère et dans l’eau pendant qu’il parcourt la Baltique en traversant perpendiculairement les routes maritimes. Un ensemble de capteurs affleurant à la surface de l’eau a été fixé à une perche en acier inoxydable et fixé à une profondeur d’environ un mètre, au niveau de la poupe du bateau. Ainsi, les mesures n’étaient pas perturbées par le navire lors de son déplacement.

Les capteurs recueillaient des données sur l’oxygène dissous, la salinité, la température, le pH, la pCO2 (pression partielle en dioxyde de carbone) et les hydrocarbures. Un concentrateur de capteurs SmartGuard de la marque Xylem Aanderaa a été placé dans la soute à voiles avant pour enregistrer toutes les 20 secondes les données provenant des capteurs et du GPS.

À mesure que le Hrimfare empruntait les routes maritimes, l’évolution des paramètres mesurés était clairement visible. Les différences observées entre les eaux de surface des routes maritimes et les eaux situées en dehors ont pu être attribuées au mélange de la couche supérieure de l’océan par les gros navires. En outre, ces bateaux rejettent également des eaux de refroidissement du moteur, des eaux de lavage ainsi que les eaux usées de l’équipage, ce qui a des conséquences sur la qualité de l’eau.

Des mesures effectuées à différentes profondeurs

Afin de mieux comprendre le mélange qui se produit dans les couches profondes en raison du trafic maritime, le Hrimfare s’arrêtait à intervalles réguliers pour déployer un SonTek CastAway CTD de Xylem. Cet appareil manuel est équipé d’un GPS intégré pour réaliser une carte géospatiale de la salinité et des mesures de profondeur. Chaque arrêt permettait d’effectuer deux à trois profils consécutifs et durait moins de cinq minutes.

Deux instruments acoustiques de profilage auto-enregistreurs ont également été largués sous les routes maritimes afin de mesurer les courants dans des couches minces du fond à la surface. Ces instruments mesurent également la salinité, la température, l’oxygène dissous et les particules suspendues (turbidité). Ils sont généralement déployés pendant six à douze mois, et enregistrent des données au moins toutes les heures.

Détection de la pollution de l’air provenant des navires et des côtes

Des mesures continues de l’air ont été effectuées grâce à un tuyau d’échantillonnage fixé au mât permettant de pomper de l’air dans une série d’instruments situés sous le pont. Ce dispositif permettait de mesurer des paramètres tels que le CO2, les NOx, le SO2, les particules de matière de taille connue et la suie (noir de carbone).

Une première analyse des données a montré que les panaches de fumée provenant de navires précis pouvaient être identifiées pour les gaz et les particules faisant l’objet de mesures. Ainsi, lorsque le voilier passait près d’un navire équipé d’un laveur, des signaux clairs indiquant la présence de NOx, de CO2 et de particules de matières étaient détectés. La pollution aérienne des côtes pouvait également être détectée. Ces méthodes de mesure sont semblables à celles employées en zone urbaine pour étudier la pollution aérienne due à la circulation et à l’activité industrielle.

La ligne d’arrivée du projet approche

Alors que le projet SHEBA se termine bientôt, les données fournies par des bateaux tels que le Hrimfare af Ranrike sont essentielles pour prendre des décisions stratégiques et judicieuses à l’avenir.

Grâce à ces connaissances plus pointues concernant les impacts du transport maritime sur l’air et l’eau de la région, les parties prenantes espèrent que la réglementation sera durcie, notamment celle relative à la pollution par les eaux de ballast et aux rejets d’eaux. Ce changement stratégique s’accompagnerait probablement d’une application plus stricte de la loi et d’une augmentation des efforts destinés à stimuler l’adoption de technologies écologiques dans le secteur du transport maritime commercial. À long terme, la solution pour réduire lestress environnemental que connaît la mer Baltique passe par  la réduction des émissions des navires qui doit être au cœur de la conception des futurs navires industriels grâce à une meilleure gestion des déchets, à de nouveaux moyens de propulsion ou à une utilisation plus efficace des moteurs existants. C’est loin d’être simple, mais si le projet SHEBA est représentatif de la puissance de la coopération internationale, nous sommes sur la bonne voie.

Par Anders Tengberg, conseiller scientifique et chef de produit, Aanderaa

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