Un nouvel appareil, permettant aux scientifiques de réaliser des images 3D d'organismes marins minuscules à des profondeurs pouvant atteindre 100 m, vient d'être mis au point. Le dispositif permet l'analyse des caractéristiques comportementales du zooplancton et d'autres organismes dans leur environnement naturel sans qu'il soit nécessaire de remonter des spécimens à la surface pour les étudier.
Micro hologramme d'organisme sous-marin
Les scientifiques de l'université de Dalhousie à Halifax au Canada ont utilisé le principe d'hologramme de Gabor: la lumière d'un laser est concentrée sur un trou d'épingle qui agit en tant que source ponctuelle si sa taille est comparable à la longueur d'onde de la lumière. Les ondes qui émanent du trou d'épingle éclairent un échantillon d'eau de mer. Les ondes réfléchies par les objets dans l'eau se combinent ensuite avec l'onde de référence pour former des motifs d'interférence sur les cellules CCD d'un appareil-photo, soit un hologramme numérisé. Les hologrammes digitaux sont alors envoyés à un ordinateur où ils sont reconstruits grâce à un logiciel développé spécialement pour fournir les images des objets.
Les chercheurs de Dalhousie ont conçu leur appareillage de telle manière que le laser et l'appareil-photo se trouvent dans des conteneurs étanches séparés. Une difficulté était de fabriquer des boîtiers dont les optiques devaient être suffisamment fines pour obtenir des images à haute résolution tout en étant suffisamment épaisses pour résister à la pression. Le microscope sous-marin devait aussi être capable d'enregistrer les trajectoires des organismes de telle sorte que des vidéos de leurs caractéristiques natatoires puissent être produites facilement.
Des hologrammes de 1024x1024 pixels ont pu être enregistrés à raison de 7 à 10 trames par seconde. L'obtention d'une importante bande passante pour les transmissions vers le navire de surface a été rendue possible grâce à l'utilisation de câbles Ethernet étanches. Selon la résolution désirée, les volumes mis en images pouvaient atteindre plusieurs centimètres cube.
La géométrie de Gabor a permis aux chercheurs de concevoir un instrument très simple. Les générations précédentes de microscopes holographes submersibles n'autorisaient que des résolutions plus faibles, pesaient plusieurs tonnes, devaient être déployées à partir de grands navires, et devaient utiliser un film très particulier pour les enregistrements. Seul un nombre très restreint d'hologrammes pouvait alors être réalisé. En revanche, l'instrument des scientifiques de Dalhousie ne pèse que 20 kilogrammes, peut être déployé à partir de petits bateaux, éventuellement de plaisance, et est capable d'enregistrer des milliers d'hologrammes en quelques minutes de sorte que le mouvement des organismes aquatiques peut être observé très en détail.