Dans l’un de nos précédents numéros (voir Plongez ! n°46), l’équipe de Deep Blue Exploration nous avait invités à découvrir une grotte immergée au cœur des eaux mahoraises. Un an plus tard, elle retourne sur les lieux, cette fois pour réaliser une modélisation complète. Gaby Barathieu partage avec nous leur expérience.
En janvier 2023, notre première mission, baptisée Gumbo La Baharini, visait à extraire une stalagmite âgée de plus de vingt mille ans, à 75 mètres de profondeur. Un exploit sans précédent ! Forts de cette réussite, nous avons rechaussé nos palmes au début de l’année pour une seconde mission tout aussi novatrice.
Quasiment un an après notre première aventure, nous avons une nouvelle fois mis le cap sur cette grotte d’origine karstique, située à 50 mètres de profondeur près de la passe Bateau, au sud du lagon de Mayotte. Cette fois-ci, notre objectif est de collecter toutes les données nécessaires à la modélisation 3D de la grotte. Pendant 12 jours, nous plongerons entre 50 et 80 mètres dans ce dédale, avec l’espoir de réaliser une nouvelle première mondiale.
Un challenge de taille
La structure sous-marine de la grotte est particulièrement complexe, avec des parcours sinueux, plusieurs grandes salles, constrictions, blocs effondrés et des stalagmites et stalactites, dont beaucoup sont tombées au sol suite à d’anciens tremblements de terre. De plus, des zones de dépôts sédimentaires très volatiles ajoutent à la complexité. Cette formation géologique, longue de plus de 130 mètres et unique à Mayotte et dans l’océan Indien, attire l’attention de nombreux scientifiques.
La modélisation 3D vise à donner une vision globale permettant une meilleure compréhension de sa formation durant la dernière ère géologique. Des questions demeurent, notamment sur son orientation intrigante, qui semble pointer vers l’intérieur du lagon alors qu’elle devrait théoriquement être orientée vers l’extérieur.
Conditions de plongée difficiles
Les conditions météo pendant les douze jours de mission n’ont pas été des plus clémentes, avec pluie, vent et visibilité réduite. Cependant, la température de l’eau était agréable, atteignant 30 degrés en surface et 25 degrés à 80 mètres de profondeur. Malgré les aléas, l’esprit d’équipe a prévalu et le moral est resté haut.
Proche de la passe au bateau, l’entrée de la galerie est soumise à de forts courants pouvant dépasser un nœud. Le déploiement des plongeurs Tek, équipés (recycleur, bail out, DPV), doit être minutieusement planifié chaque jour pour garantir sécurité et efficacité. Il est crucial de ne pas traîner à la surface ou de retarder la descente à 50 mètres. En fonction des courants, il n’est pas rare que le point de mise à l’eau soit à plus de 200 mètres de l’entrée. Lors des deux premiers jours, en raison des conditions difficiles, nous n’avons pas réussi à trouver l’entrée de la grotte.
Le calme retrouvé
Heureusement, une fois arrivés dans la grotte, les conditions s’améliorent : pas de courant et bonne visibilité, surtout dans les parties les plus profondes, à condition de ne pas soulever de sédiments. L’atmosphère dans ces boyaux obscurs, même après plus de 50 plongées, reste captivante. Chaque immersion offre l’opportunité de découvrir de nouvelles formes et concrétions échappant jusqu’ici à nos lampes. L’utilisation d’un mélange trimix influence notre perception, et ce fut particulièrement évident lorsque nous avons opté pour un mélange plus riche en hélium (10/70 au lieu de 10/50), rendant certains détails plus visibles.
Techniques de plongée en équipe
Certaines sections de la galerie principale sont si étroites qu’il est difficile pour tous les plongeurs d’y accéder sans soulever le sédiment fin qui recouvre le sol. En effet, soulever ces particules compromet l’objectif de la mission. Nous avons donc opté pour une progression en équipes réduites : deux plongeurs, l’opérateur du DPV et le cameraman ou photographe en sécurité, tandis que les autres s’occupent de poser des cibles de repérage ou de réaliser des prélèvements de sédiments.
Rendre accessible l’inaccessible
Notre mission est de transmettre l’ambiance unique et l’histoire de ces milieux karstiques. Que ce soit par la photographie ou la vidéo, rien ne peut réellement remplacer une immersion totale dans l’obscurité de la grotte.
Nous sommes une poignée de privilégiés capables d’explorer cet environnement hostile. Moins de 10 personnes ont eu l’occasion de contempler ce champ de stalagmites unique. Le but de la mission Gumbo La Baharini 3D est de partager ces émotions et cette incroyable immersion dans le temps, au fond du lagon.
Sur les 14 jours de mission, nous avons plongé pendant 12 jours, dont 2 sans réussir à trouver l’entrée de la grotte. Cela nous a conduit à un total de 10 jours de travail effectif. Les plongées variaient entre 30 et 60 minutes, avec une décompression, d’environ 150 minutes par jour. En somme, chacun d’entre nous a effectué 250 minutes de travail dans les galeries de la grotte, pour un total de 1 500 minutes de décompression durant le séjour.
En juin dernier, nous avons pu découvrir les premières versions complètes du modèle de la grotte, générées grâce à nos images et aux puissants calculs des ordinateurs de l’IRD Réunion. Bien qu’il subsiste quelques imperfections mineures, la visite virtuelle de la grotte est désormais accessible à tous, chercheurs et grand public. Notre objectif principal a donc été atteint.
Une aventure humaine
Quatre plongeurs Tek, Camille Loisil, Patrick Plantard, Thomas Gautier et Gaby Barathieu, formaient le groupe principal. Toutefois, leur succès repose sur une équipe solide ! À leurs côtés se trouvaient Armand Dayde, plongeur cameraman et réalisateur de documentaires ; Jérôme et Delphine Mathey, de Drone GO ; le Dr Isabel Urbina-Barreto, chercheuse postdoctorante de l’IRD, en partenariat avec le projet Gumbo La Baharini 2024, ainsi que Héloïse Rouzé, toutes deux membres de l’association DBE ; sans oublier Thierry, Anita, Kiki et Hayfa, qui ont assuré la logistique indispensable.
Les mesures photogrammétriques : un défi technique
La photogrammétrie permet de réaliser des mesures dans une scène en utilisant la parallaxe entre des images acquises à partir de différents points de vue. Inspirée de la vision stéréoscopique humaine, cette technique a longtemps servi à modéliser le relief des scènes. Aujourd’hui, elle mise de plus en plus sur les calculs numériques et corrélations d’images. Dans le cadre de notre mission, nous avons recours à la technique d’imagerie « Structure from motion » ainsi qu’à un logiciel de reconstruction 3D (Agisoft Metashape).
L’un des principaux défis réside dans l’efficacité d’un seul passage. Jérôme Mathey et moi-même avons élaboré un cadre composé de 12 caméras GoPro disposées à des angles précis, assurant un recouvrement optimal. Cette configuration permet une prise de données analogue à celle d’une bulle hémisphérique placée à l’avant de l’appareil.
Dans l’obscurité totale, un éclairage intense est crucial pour exposer les lieux sous tous les angles. L’homogénéité de l’éclairage est également essentielle pour éviter les zones sous-exposées et les ombres, qui compliquent la reconstruction du modèle numérique. Isabel Urbina-Barreto, écologue récifale et membre de l’association, a dirigé le traitement photogrammétrique.
Avant d’introduire les images dans les logiciels de traitement, un calibrage rigoureux a été effectué. Une fois les 12 GoPro fixées sur les scooters sous-marins, des trajectoires précises et des vitesses de progression des plongeurs ont été établies. Isabel a même visité l’entrée de la grotte pour mieux appréhender son environnement. Les plongeurs lui ont fourni un croquis général qu’elle a mis à l’échelle pour évaluer au mieux la zone. Lancer les GoPro en mode différé a également été un défi, nécessitant de concilier les contraintes techniques de la photogrammétrie avec celles des plongeurs. À l’issue de la mission de terrain, Isabel a récupéré environ 147 000 images récoltées le long de 130 mètres de galeries. Elle a ensuite procédé en étapes au traitement des images et aux reconstructions 3D de chaque chambre de la grotte : organisation des clichés par jour et zone de scan, élimination des images non exploitables ou redondantes, estimation de leur qualité, création d’un nuage clairsemé de points, suivi d’une calibration et d’une densification. C’est à partir de ce nuage de points 3D que le modèle virtuel final a été élaboré, représentant fidèlement les cinq chambres scannées.
Cet article, initialement écrit par Gaby Barathieu pour l’édition papier de PLONGEZ !, a été adapté pour le web.
image d’ouverture © Gaby Barathieu
