Le laboratoire avancé d'imagerie et de visualisation (AIVL) de la Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) travaillant avec Marine Imaging Technologies a développé un nouveau multifonction révolutionnaire, système d'imagerie sous-marine capable de générer une vidéo de télévision à ultra-haute définition (UHDTV), Imagerie mosaïque 2D, et des modèles optiques 3D d'objets et d'environnements du fond marin. La nouvelle technologie de pointe est actuellement testée sur le terrain sur plusieurs sites de naufrages submergés aux États-Unis et en Europe.

"Ces nouveaux systèmes d'imagerie peuvent visualiser de vastes zones du fond marin et des sites d'épaves à des résolutions optiques impossibles à obtenir auparavant et représentent un véritable changement de paradigme dans notre capacité à imager et à interpréter des objets et des caractéristiques sur le fond marin, " dit Guillaume Lange, directeur de l'AIVL.

La technologie de pointe permettra la production rapide de modèles volumétriques optiques 3D du fond marin, des images que les scientifiques peuvent faire tourner pour les voir de tous les côtés, et zoomez pour explorer visuellement autour et à l'intérieur des objets ou des environnements océaniques. Ces modèles contribuent à transformer la façon dont les scientifiques examinent les zones d'étude, comme les récifs coralliens, aires marines protégées, sites du patrimoine maritime, et même des sites de matières dangereuses.

Développé par l'AIVL en collaboration avec le National Park Services Submerged Resources Group et Marine Imaging Technologies, les modèles 3-D précis au millimètre près sont construits à l'aide d'images optiques numériques, plutôt que des lasers. Contrairement aux images 3D, qui permettent une vue statique en trois dimensions, ces modèles sont capables de représenter le volume d'un objet de tous les côtés avec une haute résolution, permettant, pour la première fois, exploration visuelle à des échelles approchant ce que les humains voient dans l'air.

« Cette nouvelle technologie va nous permettre d'explorer virtuellement les mondes sous-marins, tels que ceux autour des sites d'évents hydrothermaux, " dit Lange, " et nous aider à mieux comprendre la structure et la longévité des objets immergés, tels que les pipelines et les sites du patrimoine maritime engloutis."

Actuellement, Les modèles 3D nécessitent des mois de traitement en laboratoire. Mais le nouveau système d'imagerie sous-marine rendra les modèles possibles dans des périodes plus courtes, même pendant les expéditions en mer.

"C'est vraiment excitant parce que la mer profonde est un domaine avec un accès très limité, " dit Tim Shank, un biologiste des grands fonds à WHOI. « Même lorsque les scientifiques sont capables de plonger dans un submersible, comme le véhicule occupé par l'homme Alvin, nous ne passons généralement que quelques heures par jour sur le fond marin. En raison des fortes pressions qui augmentent avec la profondeur de l'océan, il est impossible de sortir du sous-marin et de découvrir le terrain et ses écosystèmes florissants en trois dimensions."

"Ces modèles 3D haute résolution nous permettront de parcourir visuellement le paysage du fond marin parmi les communautés biologiques qui y vivent, un peu comme un biologiste de la faune marcherait dans une forêt tropicale, " ajoute Shank, qui prévoit de collaborer avec l'AIVL pour générer des modèles 3D des écosystèmes coralliens des grands fonds au large des côtes colombiennes lors d'une expédition là-bas plus tard cette année.

Typiquement, après une expédition de recherche en mer, les scientifiques passent des semaines à examiner des images fixes et des vidéos recueillies par des véhicules sous-marins ou d'autres instruments. Lange dit que les nouveaux modèles aideront à rationaliser le processus d'interprétation des données.

"Au lieu d'avoir à regarder des centaines de milliers d'images individuelles, les scientifiques peuvent examiner un seul modèle optique 3D haute résolution, " dit Lange. " Cela leur permet de voir la profondeur, échelle et contexte, c'est ce que la plupart des scientifiques aiment de pouvoir plonger dans un submersible habité, comme Alvin."

"Lorsque vous regardez une image 2D, votre cerveau doit faire beaucoup d'extrapolations pour remplir les détails, " ajoute Maryann Kovacs, un technicien à l'AIVL. "Ces modèles font le travail pour vous."

En étant capable d'intégrer les données optiques 2D recueillies lors des missions précédentes, les modèles permettent également aux chercheurs de voir comment un site a changé au fil du temps. Par exemple, la méthodologie est déjà appliquée aux efforts continus d'évaluation des séries chronologiques et des sites archéologiques sur le site du patrimoine maritime du RMS Titanic.

L'AIVL a commencé la conversion des mosaïques optiques 2D du laboratoire du site du Titanic, qui ont été créés en 2011. Le laboratoire intégrera également des images nouvellement acquises du site légendaire de l'épave qui captive encore l'imagination du public plus de 100 ans après le naufrage du paquebot de luxe lors de son voyage inaugural.

« Nous pouvons apprendre des choses du site du Titanic sur ce qui arrive aux navires en haute mer au fil du temps, " dit Lange. " Il y a très peu d'endroits au fond de l'océan où nous avons une histoire de 25 ans de ce qui s'est passé là-bas. Et ces modèles optiques 3D permettront aux gens de le voir comme ils ne l'ont jamais fait auparavant."

En plus de profiter à la science et à la recherche, Lange dit que la technique est un outil générique avec un grand nombre d'applications possibles dans tous les domaines, de l'éducation, production et industrie cinématographiques.