La surveillance précise des vagues et du niveau de la mer constitue un élément fondamental pour la sécurité maritime, la gestion portuaire, la recherche océanographique et la conception d'infrastructures critiques. Cependant, les systèmes traditionnels basés sur des sondes capacitatives ou des technologies plus complexes présentent des limitations opérationnelles, des coûts élevés, des problèmes d'entretien en milieux salins et des difficultés à obtenir des séries temporelles robustes dans des conditions dynamiques.
Dans ce contexte, Carbon Wave Gauges voit le jour, une initiative technologique développée par les entreprises VTI et ADECUA, qui combine plus de deux décennies d'expérience dans la conception de systèmes d'essai et de générateurs de vagues, pour VTI, avec l'innovation en instrumentation et en électronique sur mesure d'ADECUA, dont le fondateur a développé la première sonde de niveau en carbone pour eau salée.
Le projet propose le développement d'un nouveau type de capteur de niveau et de vagues basé sur la fibre de carbone, conçu pour des milieux marins exigeants, avec une électronique propre et une capacité de transmission en temps réel. L'appareil, grâce à une technologie de mesure innovante, permettra de compléter les informations fournies par les maregraphes et les bouées océanographiques. De plus, un logiciel spécifique, qui inclura la mise en œuvre de l'intelligence artificielle, améliorera, entre autres fonctions, la maintenance prédictive des structures exposées aux vagues avant l'arrivée de tempêtes. Il s'agit d'une forme de mesure agile, précise, économique et polyvalente, visant à améliorer la sécurité dans les ports, les embarcations et les plateformes offshore.
À un niveau technique, le cœur du système est une sonde résistive formée de cordes parallèles en fibre de carbone dont l'impédance varie en fonction de la partie émergée. Cette solution offre une réponse linéaire, précise et de faible entretien même dans des conditions de salinité élevée.
Carbon Wave Gauges a déjà été validé en laboratoire et dans des environnements opérationnels par des tests de linéarité, de stabilité thermique, de comportement dynamique et d'utilisation simultanée dans des installations de génération de vagues avec jusqu'à 25 capteurs synchronisés. Les comparaisons réalisées par rapport à des sondes capacitatives traditionnelles montrent une fidélité supérieure, moins de dérive et une plus grande robustesse dans des conditions réelles d'opération.
Dans la phase suivante, des tests pilotes seront menés dans un environnement opérationnel réel, dans le but de valider le comportement des sondes en fibre de carbone dans des conditions maritimes authentiques, y compris les vagues, les courants, la salinité et les variations thermiques propres au Détroit de Gibraltar, ainsi que d'évaluer leur intégration avec l'infrastructure technologique existante. Dans ce sens, ADECUA et VTI travaillent conjointement avec l'Autorité Portuaire de la Baie d'Algésiras (APBA) pour définir les emplacements de test, les protocoles de surveillance et le plan de déploiement temporel, qui permettra de collecter des données réelles et d'analyser leur utilité pour des applications portuaires avancées telles que la prédiction opérationnelle, la gestion des trafics et l'amélioration de la sécurité maritime.
Le projet ouvre la porte à de multiples applications dans le domaine portuaire, océanographique et logistique-maritime : bouées instrumentées, navires de recherche, mesure des marées et des vagues dans les ports, contrôle des cuves de ballast, cartographie des vagues par drones ou caractérisation environnementale avec des systèmes IoT autonomes. De même, il est prévu le développement futur de capacités avancées via l'intelligence artificielle pour la prédiction des vagues en temps réel et l'intégration dans des réseaux de capteurs interopérables avec des plateformes numériques comme iMar.
Ce projet bénéficie du financement du fonds public Ports 4.0 des Ports de l'État. Parmi les résultats attendus du projet figurent l'obtention d'une nouvelle génération de capteurs de niveau mer et de vagues plus précis et adaptés à l'environnement salin que les sondes conventionnelles ; l'obtention de mesures en temps réel avec une haute linéarité et une dérive thermique minimale ; la validation du système dans des environnements portuaires par des démonstrateurs techniques ; l'amélioration de la sécurité opérationnelle dans les ports, bouées et navires ; le déploiement de systèmes IoT autonomes pour la caractérisation du milieu marin ; le soutien à la recherche océanographique par des données de haute résolution, et la future création d'un réseau interopérable de capteurs en carbone connectés avec des plateformes nationales comme iMar.
