Des réseaux de capteurs océaniques qui collectent et transmettent de haute qualité, les données en temps réel pourraient transformer la compréhension de l'écologie marine, améliorer la gestion de la pollution et des catastrophes, et informer de multiples industries qui puisent dans les ressources océaniques. Une équipe de recherche KAUST conçoit et optimise des réseaux de capteurs sans fil sous-marins qui pourraient grandement améliorer les équipements de détection océaniques existants.

"Actuellement, les capteurs sous-marins utilisent des ondes acoustiques pour communiquer des données, " explique Nasir Saeed, qui travaille sur une nouvelle conception de capteur optique-acoustique hybride avec ses collègues Abdulkadir Celik, Mohamed Slim Alouini et Tareq Al-Naffouri. "Toutefois, tandis que la communication acoustique fonctionne sur de longues distances, il ne peut transmettre que des quantités limitées de données avec de longs délais. Des recherches récentes ont également montré que le bruit créé par les humains dans les océans affecte négativement la vie marine. Nous devons développer des alternatives, capteurs économes en énergie qui limitent les nuisances sonores tout en générant des données de haute qualité."

Une option consiste à utiliser la technologie de communication optique à la place, mais les ondes lumineuses ne parcourront que de courtes distances sous l'eau avant d'être absorbées. Les capteurs optiques reposent également fortement sur des mécanismes de pointage et de suivi pour s'assurer qu'ils sont correctement orientés pour envoyer et recevoir des signaux. L'équipe propose donc un capteur hybride capable de transmettre simultanément des signaux acoustiques et optiques. De cette façon, une bouée de collecte de données à la surface de l'eau peut communiquer avec chaque capteur d'un réseau étalé en dessous.

Cependant, la recherche marine nécessite des mesures précises prises à des endroits précis, les scientifiques doivent donc savoir où se trouve chaque capteur à un moment donné. L'équipe a utilisé la modélisation mathématique pour développer une technique de localisation de preuve de concept.

"En utilisant notre technique, les capteurs transmettent leurs informations d'intensité de signal reçues (RSSI) à la bouée de surface, " dit Saeed. " Pour une grande distance de communication, les capteurs utilisent des signaux acoustiques, mais si le capteur est à proximité d'un autre capteur, il enverra un signal optique à la place."

Plusieurs mesures RSSI pour chaque capteur sont collectées par la bouée de surface. La bouée pondère ensuite ces mesures pour privilégier les lectures les plus précises avant de calculer l'emplacement de chaque capteur.

Les équipes d'Alouini et d'Al-Naffouri proposent que leurs capteurs nécessiteront une nouvelle source d'énergie plutôt que de dépendre d'une batterie à court terme. Ils envisagent un système de récupération d'énergie qui alimente les piles à combustible en utilisant des algues microscopiques ou de l'énergie piézoélectrique (stress mécanique).