Le 30 octobre, des responsables de l’US Air Force ont installé un nouveau type de structure dans les eaux de la baie de St. Andrew, sur les rives de la base aérienne américaine Tyndall, dans le nord-ouest de la Floride. Il s’agit de la première section d’une structure « d’auto-guérison » conçue par l’Université Rutgers. récif composé de modules en béton conçus sur mesure et d’huîtres vivantes. Le récif est conçu pour protéger la base et ses habitants des ouragans et des raz-de-marée.
Sous les yeux des visiteurs, une grue a abaissé un segment de ce qui deviendra à terme un récif de 160 pieds de large composé d’environ 800 cubes de béton interconnectés que les scientifiques de Rutgers ont créés avec des collègues collaborant avec plusieurs institutions. Les structures sont hissées dans des eaux peu profondes à environ 200 pieds du rivage.
Le béton fournit un substrat dur dont les huîtres ont besoin pour se fixer et est conçu spécifiquement pour que davantage d’huîtres gravitent naturellement vers les structures au cours de l’année suivante, formant finalement des récifs hybrides « vivants » résilients.
Les responsables de l’Air Force testent le récif expérimental pour évaluer s’il fournit des défenses côtières adéquates contre les tempêtes imminentes. L’effort international impliquant plus de 60 chercheurs se concentre sur le développement de structures hybrides, biologiques et artificielles imitant les récifs, auto-réparatrices, pour atténuer les inondations côtières, l’érosion et les dommages causés par les tempêtes qui menacent de plus en plus les infrastructures et le personnel civils et du ministère américain de la Défense.
L’ouragan Michael, un ouragan de catégorie 5 qui a dévasté le Florida Panhandle en octobre 2018, a détruit les hangars de Tyndall, endommagé plusieurs avions de combat furtifs supersoniques connus sous le nom de F-22 Raptors et laissé une grande partie de la base en ruines.
« Cette expérience documentera la capacité des modules Reefense à protéger et à améliorer le littoral de la baie et à le rendre plus robuste et résilient », a déclaré le scientifique principal David Bushek, directeur du laboratoire de recherche sur les coquillages Rutgers Haskin et professeur au Département de marine. et sciences côtières à la Rutgers School of Environmental and Biological Sciences (SEBS).
Les huîtres poussent en grappes, et non en tant qu’animaux individuels, et forment des digues naturelles dans les eaux peu profondes en s’attachant les unes aux autres. De telles structures organiques protègent efficacement les rivages, mais peuvent se briser lors de fortes tempêtes, a déclaré Bushek. Le littoral vivant hybride au centre de l’expérience contient à la fois des éléments artificiels et naturels spécialement conçus pour être plus durables sans nuire à l’environnement marin.
Bushek a observé l’installation, en compagnie de Catherine Campbell, responsable du programme Reefense de la DARPA, et d’autres membres de l’équipe de recherche.
Le projet s’appuie sur la force historique de Rutgers en tant que foyer du plus ancien et de l’un des meilleurs programmes d’élevage d’huîtres au monde. Un analyse par des scientifiques chinois considéré comme le plus complet à ce jour, a classé deux des scientifiques ostréicoles de Rutgers aux deuxième et quinzième rang d’un classement des chercheurs ostréicoles les plus productifs et les plus prolifiques au monde.
L’effort capitalise également sur les innovations récentes des membres du corps professoral en matière de science des matériaux, de modélisation hydrodynamique et de ce que les scientifiques appellent la « biologie adaptative ». L’expression fait référence à la capacité des organismes à changer en réponse aux pressions environnementales telles que le réchauffement des températures ou l’augmentation des risques de maladie.
Les modules trapus et alvéolés de deux pieds carrés et pesant 450 livres en cours d’installation sont constitués d’un béton spécial à faible empreinte carbone et seront recouverts d’huîtres résistantes aux maladies élevées par sélection génomique. Les structures devraient stabiliser et protéger les rivages plus efficacement que les versions naturelles.
Comme pour les cônes insonorisants dans une pièce insonorisée, les trous dans les modules sont conçus pour absorber et dissiper l’énergie des vagues, protégeant ainsi le rivage en dessous et la zone peu profonde plus proche du rivage. Les structures forcent également les vagues plus grosses à se propager plus loin, protégeant ainsi davantage la zone.
« Nous voulions développer une structure écologiquement fonctionnelle et conçue offrant la résistance et la longévité des structures dures tout en facilitant les avantages fournis par les organismes colonisant les modules », a déclaré Bushek. « Ce faisant, nous avons fait beaucoup de découvertes et de progrès scientifiques et technologiques au cours des dernières années. Nous avons beaucoup poussé les choses. »
Bushek travaille avec Richard Riman, professeur émérite à la Rutgers School of Engineering, qui est le co-chercheur du projet et dirige le développement du récif artificiel. Les chercheurs collaborateurs de Rutgers comprennent le professeur distingué Ximing Guo et le professeur agrégé Daphne Munroe, tous deux du laboratoire Haskin et SEBS, ainsi que Hani Nassif, professeur à l’école d’ingénierie.
Des dizaines de scientifiques et d’ingénieurs d’universités des États-Unis et d’Australie participent activement à cette collaboration.