Les bouées à vagues de surface sont principalement utilisées pour l'observation à long terme des paramètres des vagues de surface de la mer et constituent l'un des équipements les plus fondamentaux mais cruciaux des systèmes de surveillance marine. Par rapport aux mesures embarquées à court terme-sur les navires, les bouées fonctionnent en continu dans des zones maritimes fixes, obtenant ainsi des données de séries chronologiques de vagues plus complètes-, ce qui constitue une valeur de référence élevée pour la conception technique maritime, l'analyse de la recherche scientifique et la gestion du littoral. Avec les demandes croissantes de continuité des données dans divers projets marins, l'application des bouées à vagues de surface évolue progressivement de l'observation en un seul point-au déploiement en réseau.
Dans les environnements d'exploitation réels, les bouées à vagues de surface sont exposées à une interaction complexe de vent, de vagues, de courants et de brouillard salin pendant de longues périodes, ce qui a un impact direct sur la qualité des données en raison de la stabilité de l'équipement. La conception de notre structure de flotteur équilibre les caractéristiques hydrodynamiques avec une durabilité à long terme, garantissant que la bouée maintient une réponse d'attitude relativement stable dans diverses conditions de vagues. Cette approche structurelle découle de notre expérience en ingénierie avec les produits de bouées dérivantes et à vagues, ce qui rend les bouées à vagues de surface plus adaptées à un fonctionnement sans surveillance à long terme-.
Au niveau de l'acquisition des données, les bouées à vagues de surface doivent enregistrer en permanence le processus de mouvement de la surface de la mer. Nous utilisons une unité de mesure inertielle MEMS-IMU à neuf axes dans notre équipement, combinée à un algorithme d'analyse des vagues optimisé à long terme-, pour acquérir et traiter simultanément le déplacement, l'accélération et les changements d'attitude de la surface de la mer, obtenant ainsi des éléments de vague tels que la hauteur, la période et la direction des vagues. Cette combinaison permet à la bouée de maintenir des caractéristiques de sortie de données relativement stables même face à des conditions de mer complexes impliquant un mélange de vent, de vagues et de houles.
Les vagues et les houles à basse fréquence-sont courantes dans les zones offshore et proches du littoral, ayant un impact direct sur la sécurité des structures, l'évolution du littoral et la conception technique. Au cours du processus de conception de l'algorithme, nous avons spécifiquement optimisé le traitement des signaux basse-fréquence, permettant à la bouée à vagues de surface d'identifier efficacement les vagues-périodes plus longues, ce qui est particulièrement important pour l'ingénierie offshore et l'analyse de la stabilité du littoral.
Le système de communication est un élément crucial pour la gestion des données à distance de la bouée Surface Wave. Dans les zones côtières, la bouée peut transmettre des données à haute fréquence-via une communication 4G/5G ou IoT ; dans les zones offshore,-la communication de données à long terme peut être obtenue grâce à la communication par satellite. Nous avons réservé plusieurs interfaces de communication pour la bouée, permettant une configuration flexible basée sur différentes conditions du projet et empêchant les limitations de communication d'affecter la continuité des tâches de surveillance.
En ce qui concerne l'alimentation électrique, la bouée Surface Wave est principalement utilisée dans des scénarios de déploiement à long terme, ce qui impose des exigences élevées en matière de gestion de l'énergie. Nous utilisons des circuits à faible-consommation dans l'appareil, combinés à l'énergie solaire et à des stratégies intelligentes de gestion de l'énergie, permettant à la bouée de fonctionner pendant de longues périodes sans entretien. Grâce à une combinaison de mécanismes d'échantillonnage en temps partagé et de sommeil, la bouée peut répondre aux besoins d'acquisition de données tout en contrôlant efficacement la consommation globale d'énergie.
En termes de scénarios d'application, la bouée à vagues de surface peut être utilisée dans divers domaines, notamment l'évaluation de la conception de la protection contre les vagues dans les ports, la surveillance des constructions techniques à proximité du littoral, la sélection du site des fondations d'énergie éolienne offshore, la gestion environnementale de l'élevage marin et les expériences de recherche scientifique. Dans les projets réels, la bouée peut servir de point d'observation fixe à long terme ou de dispositif de déploiement progressif pour les tâches d'acquisition de données pendant des périodes spécifiques. En raison de sa forte adaptabilité, la bouée Surface Wave peut jouer un rôle stable dans différentes conditions de mer.
Du point de vue du développement, la bouée à ondes de surface évolue progressivement d'un dispositif d'observation unique à un nœud d'observation en réseau. En s'intégrant à une plate-forme de données, les bouées déployées sur plusieurs-points peuvent réaliser une analyse complète des caractéristiques des vagues régionales. Nous optimisons également en permanence les spécifications de l'interface de données et les méthodes de gestion à distance des bouées pour faciliter l'intégration de l'équipement dans différents types de systèmes de surveillance marine.