Quelque part entre l'Australie et l'Amérique du Sud, le navire de recherche de la NOAA, le Rainier, tente actuellement de cartographier plus de 8 000 milles nautiques carrés de fonds marins du Pacifique à la recherche de minéraux critiques. Parce que rien ne dit « explorons l'océan » comme envoyer quelques sous-marins fluorescents à près de 6 000 mètres de profondeur pour sauter le long du fond comme des kangourous robotiques.

Les sous-marins, construits par Orpheus Ocean (issu de l'Institut océanographique de Woods Hole en 2024), sont conçus pour le substrat visqueux des grands fonds, qui regorge de microbes, de vers, d'escargots et de nodules métalliques de la taille d'un œuf contenant du cuivre, du cobalt, du nickel et du manganèse. Vous savez, le genre de trucs que votre smartphone réclame à cor et à cri.

La philosophie d'Orpheus : « profond pour pas cher ». Chaque véhicule coûte quelques centaines de milliers de dollars à construire, contre les 5 à 10 millions de dollars habituels. Et contrairement à la plupart des véhicules océaniques autonomes, ils peuvent s'enfoncer dans le fond marin et prélever des carottes de sédiments - et les créatures qu'ils contiennent. C'est comme un Roomba qui prélève aussi des échantillons de sol et a un humour noir sur la pression.

Les ingénieurs bricolent ces conceptions depuis des années à la WHOI, la NOAA et la NASA. Les prototypes étaient conçus pour plonger à 11 000 mètres - la partie la plus profonde de la fosse des Mariannes. Ils ont effectué deux déploiements commerciaux, mais cette expédition est leur plus grand test : opérer sur de grandes distances pendant plusieurs semaines avec plusieurs instruments. Utilisant le Rainier comme base, ils nageront 10 kilomètres à la fois, prenant une image haute résolution par seconde et jusqu'à huit échantillons physiques du fond marin chacun.

Si tout se passe bien, cela pourrait aider à établir les véhicules comme un outil pour les agences gouvernementales, les scientifiques et les entreprises espérant explorer les grands fonds marins, encore très peu étudiés. Actuellement, les scientifiques doivent attendre un temps limité sur des sous-marins gouvernementaux coûteux. « Une grande partie de cette région que nous étudions… n'a vraiment jamais été explorée en détail », déclare Jake Russell, cofondateur d'Orpheus. « Tout ce que nous verrons sera nouveau pour la NOAA et nouveau pour la science. »

Les sous-marins Orpheus sont des véhicules sous-marins autonomes (AUV) qui fonctionnent sur des commandes préprogrammées et une prise de décision en direct, sans être attachés à un navire. Mais contrairement aux AUV planants traditionnels, ceux-ci sont courts et trapus avec de petites pattes - mieux pour les atterrissages en douceur et l'aspiration des carottes de sédiments. Lorsqu'ils atterrissent, ils décollent, avancent de quelques pieds et se posent à nouveau en sautant. Pensez à un bâton sauteur, mais pour la science.

Leurs corps sont principalement en mousse syntactique (la même matière qui a transporté James Cameron jusqu'à la fosse des Mariannes en 2012 - il a fait don des restes pour les premiers prototypes d'Orpheus), avec l'électronique enfermée dans d'épaisses sphères de verre. Avec moins de deux mètres de long et moins de 600 livres, Russell dit qu'ils sont les plus petits - et les moins chers - véhicules océaniques capables de descendre à 6 000 mètres. Ils sont conçus pour peupler les futures flottes d'explorateurs robotiques.

« Chaque fois que vous faites des choses dans l'océan profond, vous courez toujours le risque, quand vous mettez quelque chose par-dessus bord [d'un navire], qu'il ne revienne pas », déclare Victoria Orphan, géobiologiste à Caltech, qui a travaillé avec un véhicule Orpheus lors d'une campagne scientifique au printemps 2024 pour étudier les suintements de méthane en eaux profondes au large des îles Aléoutiennes en Alaska. Perdre un véhicule des flottes existantes (exploitées par la NOAA, la WHOI et le MBARI) peut être désastreux, étant donné que les scientifiques se disputent déjà un temps limité.

Lors de cette expédition, les températures glaciales et la topographie escarpée ont ajouté des défis, prenant les trois semaines complètes au sous-marin pour obtenir des photographies haute résolution. Mais Orphan reste enthousiaste : « Il y a beaucoup de science réelle et inconnue juste à cette interface entre le sédiment et la surface de l'océan. »

Russell envisage d'associer les véhicules à des charges utiles qui détectent les suintements chimiques, les panaches de sédiments, l'ADN des organismes marins ou l'attraction magnétique des câbles enterrés. Les véhicules sont « le meilleur des deux mondes », déclare Andrew Sweetman, écologiste des grands fonds à l'Association écossaise des sciences marines. Ils parcourent de vastes zones comme un AUV mais transportent