L'héritage des deux guerres mondiales, les exercices d'entraînement au tir réel et l'élimination délibérée de munitions dans les eaux côtières par les militaires aux États-Unis et dans les pays du monde entier ont suscité des inquiétudes lorsque certaines de ces zones sont utilisées pour des activités récréatives et commerciales, telles que les initiatives énergétiques offshore.

Des munitions non explosées s'échouent sur les plages depuis des années, avec un pêcheur surpris en train de faire tourner une fusée de la marine depuis Rock Harbor, Massachusetts en avril 2018. Une autre préoccupation est que les produits chimiques de ces munitions pourraient potentiellement s'infiltrer dans les eaux souterraines et les contaminer.

Bien qu'il y ait eu de nombreuses études sur la façon dont les vagues et les courants déplacent les munitions dans les milieux sablonneux, bon nombre des sites où ces munitions préoccupantes ont été déversées sont situés dans des limons, paramètres boueux.

À cause de ce, Art Trembanis de l'Université du Delaware et le doctorant Carter DuVal voulaient savoir comment les munitions non explosées se déplacent dans ces boues, milieux estuariens.

Le projet est financé par le ministère de la Défense dans le cadre du Programme de développement de la recherche environnementale stratégique (SERDP) et est l'un des premiers à examiner comment les munitions non explosées se déplacent dans ces types d'environnements.

« Nous voulions savoir si nos hypothèses et nos modèles sur la façon dont nous semblons voir des munitions non explosées se déplacer dans des environnements sablonneux, si nous pouvions utiliser ces mêmes hypothèses dans des environnements boueux, " dit Trembanis, professeur agrégé au College of Earth de l'UD, Océan et environnement (PDG). "Si non, avons-nous besoin de changer notre approche, de modéliser et de prédire comment ceux-ci pourraient se déplacer ? »

De 1917 à 1970, les États-Unis ont activement éliminé des munitions dans l'océan jusqu'à ce que le Congrès mette fin à cette pratique.

Les chercheurs de l'UD ont pu identifier plus de 100 sites de défense anciennement utilisés qui avaient une partie de leurs limites en fonction des marées, peu profond, estuaires boueux.

« L'objectif global est d'essayer d'aider à informer la gestion efficace et sûre de ces sites connus, " Trembanis a expliqué pourquoi la recherche est importante.

Site d'essai de la baie du Delaware

Parce que la baie du Delaware est l'un des plus grands estuaires de la côte est, il a servi de site de test parfait pour leur étude.

"La baie du Delaware est un estuaire peu profond, sites boueux à l'intérieur, nous voulions donc l'utiliser comme proxy pour mieux comprendre la dynamique qui est impliquée avec les explosifs préoccupants dans les environnements boueux, " dit DuVal, doctorant à la School of Marine Science and Policy de CEOE.

Depuis 2017, le groupe de recherche a effectué trois déploiements dans les zones peu profondes de la baie du Delaware.

Ils fabriquaient des substituts de munitions dont les caractéristiques étaient similaires aux munitions réelles, s'installer sur trois tailles différentes. Les munitions fabriquées étaient basées sur les informations du ministère de la Défense et des directeurs de sites de défense anciennement utilisés qui ont identifié les munitions les plus couramment utilisées :des mortiers de 60 et 81 millimètres et des obus d'obusier de 155 millimètres.

Ces munitions allaient des très petites, taille portable, à une munition moyenne à une qui pesait près de 100 livres.

Les chercheurs ont ajouté des capteurs aux munitions fabriquées similaires aux capteurs trouvés dans les téléphones portables, qui enregistrent quand ils se déplacent à l'aide d'un enregistreur de données.

Ils ont également équipé les munitions fabriquées de systèmes de positionnement VEMCO (VPS) qui leur ont permis de mettre en place une grille de récepteurs acoustiques, mettre des étiquettes acoustiques sur leurs munitions, et les suivre dans le temps en haute fréquence et en haute fidélité. Ces balises acoustiques leur ont permis d'obtenir des précisions de positionnement jusqu'à 20 centimètres.

Mettre en place les mères porteuses

En 2017, avec l'aide de l'équipe de plongée de la police de l'État du Delaware, dirigé par le Corp. Brian Greene, ils ont laissé tomber les mères porteuses dans quatre mètres d'eau et les ont laissées là pendant un mois. Il n'y a pas eu d'orages, mais ils ont pu examiner le système et voir qu'il fonctionnait bien, car ils ont obtenu des emplacements de balises précis pour les mères porteuses.

Au printemps 2018, il y avait quatre Nor'easters intenses qui ont frappé le site d'étude. Lorsque les plongeurs ont récupéré les substituts, ils ont noté à DuVal que les deux munitions de plus petite taille étaient en grande partie, sinon complètement, enterré, tandis que les plus grosses munitions étaient exposées dans de grandes fosses d'affouillement. (Une fosse d'affouillement est un trou créé lorsque l'eau passe rapidement devant un gros objet.) DuVal a déclaré que les chercheurs ont également pu vérifier cela avec leurs données.

Ils avaient aussi eu de la chance, car les vitesses du vent étaient des événements de niveau supérieur et aberrants par rapport aux deux ou trois dernières décennies de données sur le vent disponibles.

Malgré l'enfouissement sur place ou la fin dans une fosse d'affouillement, les munitions ne bougeaient pas horizontalement.

"Ce que nous voyions était à peu près aussi intense que les tempêtes que nous prévoyons se produire dans cette région pour cette période de l'année et nous n'avons vu aucun mouvement horizontal, " dit DuVal.

Lorsqu'ils ont examiné de plus près certaines des données de suivi acoustique de l'un des plus petits substituts, ils ont vu que l'énergie de l'une des tempêtes était suffisamment élevée pour qu'elle se balance d'avant en arrière sur place, mais reste, il a à peine bougé.

Lorsque le groupe est reparti à l'automne 2018, ils ont de nouveau été frappés par quelques grosses tempêtes, dont l'un a renversé des capteurs et déplacé un grand châssis d'instrument qui abritait leurs capteurs hydro-acoustiques à 316 mètres au sud-est, complètement hors du site d'étude.

"Nous avons dû ramasser cela et redéfinir les choses sur le site, " a déclaré DuVal. "Quand nous avons fait cela, nous avons téléchargé les données et constaté que malgré le déplacement du cadre de l'instrument, les mères porteuses n'ont pas bougé. Ils ont commencé à enterrer."

Les recherches du groupe ont montré que pendant quatre mois de déploiements qui ont capturé six événements Nor'easter, les substituts de munitions qu'ils ont sortis n'ont pas bougé. Ils ont seulement récuré et enterré.

"Cela pose quand même un résultat intéressant en termes de, comment les trouve-t-on lorsqu'ils ont été fouillés et enterrés ?", a déclaré DuVal.

En plus de l'étude menée par Trembanis et DuVal, Jack Puléo, professeur et président associé au département de génie civil et environnemental de l'UD, mène une étude similaire financée par le SERDP pour la mobilité des munitions dans la zone de swash, la zone d'action des vagues sur la plage, dans les sites sablonneux.