Alors que les niveaux d'eau des Grands Lacs atteignent des niveaux records, la surveillance à distance des courants et des vagues prend de l'importance.

Les courants du détroit de Mackinac sont connus pour leur volatilité; ils ont, pendant des millénaires, poussé les canots d'écorce de bouleau des Amérindiens et des voyageurs à l'écart et ont forcé les cargos du lac à s'échouer.

Les courants font également partie du système lacustre complexe qui relie le lac Michigan au lac Huron. La surveillance des courants et des vagues dans les détroits et dans l'ensemble des Grands Lacs est d'un grand intérêt pour les scientifiques, gestionnaires municipaux, l'industrie du transport maritime, les écologistes et les agences gouvernementales.

Fin mai, Lorelle Meadows, doyen du Pavlis Honors College de la Michigan Technological University et océanographe de formation, et Guy Meadows, directeur du Centre de recherche des Grands Lacs, a effectué le premier essai d'un système radar à haute fréquence spécialement conçu pour être utilisé dans les Grands Lacs.

Géométrie des Grands Lacs

Le radar haute fréquence est un système de télédétection à terre utilisé pour mesurer les courants au large en envoyant une impulsion électromagnétique de faible puissance au-dessus de l'eau. L'onde électromagnétique interagit avec les ondes marines de surface, qui diffusent le signal radar. En mesurant l'impulsion magnétique rebondissant des vagues marines vers la tour radar, les chercheurs sont capables de cartographier la vitesse et la direction des courants sous-jacents.

Le radar à haute fréquence n'a pas été mis en œuvre comme outil de routine pour mesurer les courants dans les Grands Lacs parce que, par rapport à l'eau salée, les impulsions électromagnétiques parcourent des distances plus courtes. Le radar à haute fréquence est efficace en eau douce à des distances plus courtes (six à huit kilomètres) et il existe de nombreux endroits dans les Grands Lacs où les côtes se rétrécissent, fournissant la géométrie nécessaire pour rendre le radar haute fréquence efficace.

« Une grande partie de l'infrastructure des Grands Lacs qui nous fournit de l'eau potable se trouve à quelques kilomètres du littoral, " a déclaré Lorelle Meadows. " Un système comme celui-ci pourrait être utile à différents endroits stratégiques. Je pourrais l'imaginer dans le sud du lac Huron, près de Port Huron et de Sarnia, sur la rivière Détroit ou sur le front de mer de Chicago, n'importe quel endroit où vous voulez avoir un aperçu de la façon dont les courants se déplacent."

L'équipe, avec le financement du Système d'observation des Grands Lacs (GLOS), installé temporairement deux tours radar haute fréquence CODAR SeaSonde de 14 pieds, un de chaque côté du détroit juste à l'ouest du pont Mackinac. En raison de sa taille, il était possible que le pont interfère avec le signal radar; des essais sur le terrain en mai ont prouvé que le pont n'interférait pas ouvertement, un grand pas pour faire avancer la viabilité du projet radar.

Contrairement aux bouées, qui fournissent des mesures en un seul point, les tours radar haute fréquence utilisent des faisceaux larges, qui se croisent sur la surface de l'eau pour créer des cartes d'une zone entière.

"Chaque station individuellement ne peut vous indiquer que la vitesse à laquelle un courant se dirige vers ou en s'en éloignant, " a déclaré Lorelle Meadows. " Une tour individuelle ne fournit que la composante radiale du courant. Mais en combinant les deux stations ensemble, nous obtenons le vecteur complet."

Bien qu'il ne soit pas destiné à remplacer les bouées, les tours radar fournissent des données supplémentaires pour mieux comprendre les systèmes lacustres complexes.

"L'espoir est de produire des cartes vectorielles toutes les demi-heures, " Guy Meadows a déclaré. "La bouée Straits West signale les conditions à un seul point toutes les 10 minutes. Ce système a la capacité de créer une nouvelle carte vectorielle des courants toutes les 30 minutes, tous les jours."

Prochaines étapes

Les cartes vectorielles peuvent être utilisées par de nombreux intérêts différents :avertir les navires des courants qui pourraient les forcer à s'échouer ou à dévier de leur cap, donner des informations vitales aux opérations de recherche et de sauvetage, suivi d'un danger déversé dans l'eau, ou surveiller les proliférations d'algues nuisibles afin que les prises d'eau municipales puissent être fermées si nécessaire.

Suite à l'essai pilote, les chercheurs traitent les données et demanderont un financement GLOS permanent pour les tours radar, qui opérationnalisera cette capacité pour les détroits et leur permettra également d'explorer d'autres utilisations de la technologie en eau douce.

"Nos côtes océaniques sont instrumentées de ces tours, " Lorelle Meadows a déclaré. " C'est notre chance pour le littoral des Grands Lacs d'être. "