Une caméra qui résiste à l’Antarctique

Par Mathieu Tamigniau dans Images et son , le 13 juin 2013 11h03 | Ajouter un commentaire

Des températures qui varient de -40 °C à -5 °C. Des vents qui soufflent à plus de 100 km/h. Une lumière diurne constante en été, une obscurité totale en hiver. Pas de doute : nous sommes en Antarctique. C’est ici que se situe la base antarctique belge Princesse Elisabeth, la première station polaire de recherche « zéro émission » conçue, construite et exploitée par l’International Polar Foundation (IPF).

Depuis sa mise en service, le 15 février 2009, cette station a déjà accueilli une multitude de projets scientifiques de chercheurs belges ou étrangers spécialisés en géologie, géodésie, biologie, chimie de l’air et recherche climatique.

 

Le projet HYDRANT

La station abrite une caméra spéciale des Allemands de chez Mobotix (la Allround M24, pour être précis). Elle aide les chercheurs du projet HYDRANT à suivre les instruments avec lesquels ils travaillent à la réalisation de mesures exhaustives du cycle hydrologique de l’Antarctique. Le projet vise l’étude des processus atmosphériques. En ce sens, il étudie le transfert de la vapeur d’eau, la formation des nuages et des précipitations, l’accumulation neigeuse et les conditions météorologiques sous-jacentes.

L’objectif du projet HYDRANT est d’obtenir des observations continues des caractéristiques météorologiques et nuageuses qui seront utilisées ensuite pour valider les modèles climatiques régionaux. Des instruments ont donc été installés pour l’opération à long terme qui consiste à suivre les propriétés inhérentes aux nuages et à la formation de neige, mais aussi à la météorologie.

« Le but du projet est de contribuer à comprendre l’évolution actuelle et future de la calotte glaciaire antarctique et sa contribution aux changements de niveau des eaux« , a expliqué le docteur Irina Gorodetskaya, scientifique de la K.U. Leuven affectée au projet. « Il nous manque des données sur les processus neigeux et les précipitations en Antarctique. Ils sont toutefois importants pour l’équilibre surface/masse de la calotte glaciaire. A travers ce projet, nous souhaitons établir une base de données qui pourra être utilisée pour une évaluation approfondie du modèle« .

 

Faible consommation, contrôle à distance et infos sur l’environnement

Comme la station Princesse Elisabeth se distingue par « zéro émission », le Dr Irina Gorodetskaya cherchait une caméra capable de fonctionner à faible coût et avec peu d’entretien. Irina Gorodetskaya : « L’idée de la station est de procéder à des mesures scientifiques en consommant le moins possible d’énergie. De plus, la station n’est pas habitée en hiver. A cette période, nous assurons le suivi à distance, depuis la Belgique ou tout autre pays impliqué. Les instruments doivent donc fonctionner sans faille, même sans présence humaine. C’est en ce sens que la caméra Mobotix nous est bien utile« . (Voir les résultats de l’étude)

Outre le suivi des instruments et de leur état, la caméra a aussi une autre fonction. Elle fournit, en effet, des informations complémentaires sur l’environnement. Elle montre comment le temps change, comme les nuages évoluent, s’il y a des précipitations, s’il y a de la neige par ciel clair, etc. « Grâce à notre instrument, nous pouvons déterminer la hauteur des nuages et leur température, mais il est très difficile de déterminer le type de nuages. La caméra nous aide à l’analyser quand nous ne sommes pas présents« .

« Nous recevons des images panoramiques à 180 degrés. Nous pouvons voir le ciel, les types de nuages, le temps, les montagnes et même si les instruments sont recouverts de neige ou pas. Entre mai et juin, le site Princesse Elisabeth est plongé dans une totale obscurité, la fameuse nuit polaire. Nous avons donc installé un spot qui illumine les instruments en hiver, afin que nous puissions suivre leur état. Un exemple : le radar conçu pour détecter les chutes de neige est parfois recouvert de neige, qui est ensuite éliminée par le vent. Quand la neige s’accumule, le signal change. Si nous n’avions pas la caméra, nous ne pourrions pas vérifier si ce signal est dû à la couverture neigeuse ou à une panne du radar. Nous pouvons aussi détecter les rafales de neige ou les précipitations neigeuses, car les flocons sont illuminés par le spot« .

Conditions extrêmes

En hiver, les températures à la station tombent à -40 °C. Combinées aux tempêtes, ces températures extrêmes constituent un réel défi pour les hommes et la technologie. La caméra démontre, cependant, largement son efficacité et sa puissance. Car elle n’intègre aucun élément mécanique pour les lentilles ou les mouvements. L’absence d’éléments mobiles mécaniques minimise la maintenance, élargit la plage de températures utilisable et améliore la fiabilité générale du système global et ses coûts de fonctionnement.

« Nous sommes vraiment satisfaits de la solution Mobotix. Cette caméra est robuste, nécessite peu d’entretien et résiste aux conditions météorologiques« , assure Irina. « Ce modèle de caméra a été recommandé par nos collègues de l’Université de Cologne qui l’emploient à l’observatoire de la Zugspitse. La caméra a fonctionné parfaitement dès son installation en Antarctique et nous recevons des images de bonne qualité. Elle a aussi une excellente portée. Quand le ciel est clair, elle voit à plus d’un kilomètre. Le support technique est également satisfaisant : nous avons commandé la caméra au dernier moment, mais elle a été livrée très rapidement ».

Le traitement et le stockage décentralisés dans la caméra Mobotix réduisent aussi la bande passante à un minimum et diminuent les coûts du système de manière significative.

La caméra est intégrée au réseau de la station et fournit des images en temps réel. Une photo est prise toutes les minutes et enregistrée sur un PC local. Les images sont transférées toutes les 15 minutes vers le serveur FTP de la K.U. Leuven. Être capable de transférer les images chaque minute est importante pour permettre la réalisation de vidéos de haute qualité montrant les conditions météorologiques et le mouvement des nuages.

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