AquaFi ou le Wi-Fi sous l’eau

Sur terre, dans les airs et bientôt… sous la mer ? Technologie sans fil indispensable au quotidien, le Wi-Fi pourrait très bientôt prendre l’eau, et permettre à des plongeurs et des scientifiques de communiquer entre eux lors d’explorations et de travaux sous-marins. C’est le défi lancé par l’Université des sciences et technologies du roi Abdallah, en Arabie saoudite.

Actuellement, la communication sous-marine est possible avec des signaux radio, acoustiques et lumineux. En 2013, une première expérience de Wi-Fi sous-marin avait d’ailleurs été testée avec des ondes acoustiques mais, cette fois, les chercheurs ont opté pour des signaux lumineux. Selon ces scientifiques, dont Basem Shihada, le signal radio ne peut transporter des données que sur de courtes distances, tandis que les signaux acoustiques prennent en charge de longues distances mais avec un débit de données limité. Quant à la lumière, si elle combine vitesse et distance, elle a besoin que son faisceau soit le moins obstrué possible entre les émetteurs et les récepteurs.

LED ou laser selon la profondeur du plongeur

Peu coûteux et simple à mettre en place, Aqua-Fi est un système sans fil sous-marin qui utilise des LED ou des lasers pour transmettre les données du plongeur vers le bateau. Le prototype présenté par l’université utilise des LED vertes ou un laser de 520 nm pour envoyer des données d’un simple ordinateur à un détecteur de lumière connecté à un autre ordinateur. La technologie diffère selon la distance. Les LED consomment très peu d’énergie et sont idéales pour une communication à courte distance (10 mètres et moins), tandis que les lasers sont plus gourmands en énergie mais ils peuvent doubler la puissance du signal et la distance (20 mètres).

Dans leur démonstration, les scientifiques ont équipé chaque plongeur d’un smartphone placé dans un étui hermétique et d’un mini-ordinateur. Après avoir pris une photo ou une vidéo sous-marine, le plongeur transfère en Wi-Fi la photo vers son ordinateur, en l’occurrence un Raspberry Pi qui pèse moins de 50 grammes. Ce premier ordinateur convertit les photos et vidéos en une série de 1 et de 0, qui sont traduits en faisceaux lumineux clignotant à grande vitesse. Le détecteur de lumière, placé sous l’embarcation, détecte cette variation et la retransforme en 1 et en 0, que l’ordinateur récepteur reconvertit en images originales.

Une photo de 10 Mo envoyée en cinq secondes

Pour leurs tests, les chercheurs ont transféré des fichiers entre deux plongeurs distants de quelques mètres sous l’eau, avec chacun un ordinateur. Il s’agissait à la fois d’un test de téléchargement et de transfert de données, et ils ont enregistré une vitesse de transfert de données maximale d’environ 2 Mo par seconde avec un retard moyen d’une milliseconde pour un aller-retour. Ensuite, la connexion avec la terre ferme s’effectue via satellite.

Ce test a été effectué dans une eau statique et dans des conditions optimales. Pour que l’Aqua-Fi puisse à terme se généraliser, il reste quelques obstacles à aplanir et des optimisations à mettre en place. Il s’agit essentiellement d’assurer l’alignement du faisceau lumineux dans une eau agitée, mais aussi de pouvoir permettre aux plongeurs d’envoyer les données sans être forcément dans l’axe du récepteur. Pour cela, l’équipe réfléchit au choix d’un récepteur sphérique capable de recevoir les faisceaux de lumière sous tous les angles.