Station fixe acoustique - ifremer

Défi Golfe de Gascogne
Synthèse des développements technologiques
(V4 18/03/05)
Jean François Cadiou, Dominique Choqueuse, Chantal Compère, Laurent Delauney,
Dominique Festy, Philippe Marchand, Claude Marchalot, Fabrice Marchese, Carla
Scalabrin, Verena Trenkel,
Résumé
En novembre 2001, le défi Golfe de Gascogne démarrait sur le constat qu’il importait de
disposer d’observations nombreuses et de bonne qualité « pour franchir un pas dans la
compréhension du fonctionnement de l’écosystème » et un ensemble d’actions étaient
décidées :
o Pour améliorer la couverture des mesures hydrologiques disponibles dans le Golfe de
Gascogne, jugée largement insuffisantes. L’idée était de s’inspirer des
développements pour l’océanographie opérationnelle en adaptant aux contraintes du
Golfe de Gascogne les profileurs autonomes de mesures T/S car ceux qui existent sont
exclusivement destinés au domaine hauturier. Le profileur « Pagode » est un nouvel
instrument qui doit permettre de satisfaire les besoins de l’océanographie
opérationnelle côtière,
o Pour augmenter la durabilité des mesures effectuées par les quelques équipements
fixes déjà en place (réseau des îles) et progresser ainsi vers leur fonctionnement en
mode automatique. Des essais de protection de capteurs par chlorateur autonome ont
été menés et les premiers résultats positifs obtenus ont conduit à l’organisation de
deux campagnes d’essai supplémentaires en 2004,
o Pour compléter les observations acoustiques effectuées lors des campagnes
halieutiques, avec deux approches originales. La première, tirant profit des progrès
de la technologie des moyens d’observation autonomes, a consisté à développer une
station acoustiques fixe observant en continu et dotée, pour ce faire, d’un sondeur
visant à l’horizontal. Une station prototype a été développée, les premiers résultats
sont encourageants et une première installation opérationnelle est prévue en 2005.
La seconde a consisté en l’intégration d’un sondeur acoustique de nouvelle
génération sur un AUV moyen porteur capable d’opérer jusqu’à 3000 mètres. Cette
charge utile a été testée lors de la campagne Etauvhal (2004) selon trois modes de
fonctionnement respectivement adaptés aux missions petit fond, démersales et
pélagiques.
o Pour tirer parti des méthodes visuelles en vue d’une meilleure connaissance des
zones inaccessibles, qu’elles soient protégées ou accidentées. Les campagnes Vital
(2002) et Mertail (2004) ont permis d’évaluer leur potentiel et mis en évidence leur
intérêt pour l’observation des comportements individuels et pour une meilleure
compréhension des variations de la capturabilité. Les travaux réalisés ont permis de
définir les conditions techniques les plus efficaces ( vitesse de prise de vue,
éclairage), de comparer trois techniques de mesures de tailles et d’estimation de
densité, d’évaluer la capacité de plusieurs types de plate-forme et d’appréhender les
difficultés du traitement automatique des images obtenues.
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Plan
1 Introduction ................................................................................................... 2
2 Améliorer les mesures physiques pour une modélisation réaliste ................ 3
2.1 Mesures hydrologiques en zone côtière : le profileur autonome PAGODE .............. 3
2.2 Améliorer la durabilité des mesures : la protection anti-biosalissure par chloration
localisée sur conductimètre et turbidimètre............................................................... 4
3 Compléter les observations acoustiques ....................................................... 7
3.1 Le développement d’une station acoustique fixe ....................................................... 8
3.2 Utilisation des AUVs en halieutique.......................................................................... 9
4 Tirer parti des méthodes visuelles............................................................... 15
4.1 Evaluer l’apport des méthodes visuelles .................................................................. 15
4.2 Et définir les conditions techniques et les outils les plus efficaces.......................... 16
5 Perspectives et conclusions......................................................................... 19
6 Bibliographie............................................................................................... 20
1 Introduction
La décision de lancer un défi Golfe de Gascogne à l’Ifremer en 2001 a permis à de
nombreux chercheurs et ingénieurs provenant des 5 directions opérationnelles de se
rencontrer souvent pour la première fois. Ces rencontres ont été particulièrement fertiles
et stimulantes pour les ingénieurs. Des besoins ont été identifiés, des propositions de
solutions innovantes ont été formulées. Un programme pluriannuel de développements
technologiques en accompagnement du défi a été construit. Certains projets de
développement qui étaient techniquement mûrs ont bénéficié de cette dynamique. Ce fut
le cas du sondeur multifaisceaux halieutique (SMFH), qui a été lancé à ce moment là. Cet
équipement extrêmement novateur équipera la Thalassa en 2005 et rentrera en service
opérationnel en 2006.
Les développements plus spécifiques du Golfe de Gascogne sont abordés dans le texte
qui suit. Ils concernent :
o L’acquisition de mesures hydrologiques avec le développement d’un profileur
autonome dédié et la mise au point d’une technique permettant d’améliorer
sensiblement la durabilité des mesures en continu ;
o L’observation acoustique, avec le développement d’un nouveau concept de station
fixe permettant d’acquérir des séries temporelles d’observation de bancs de poissons
et l’expérimentation d’un AUV équipé d’un sondeur halieutique ;
o L’évaluation de l’intérêt des méthodes visuelles d’observation des poissons avec deux
campagnes expérimentales qui ont permis de mieux définir les équipements et
techniques optiques adaptées à ces observations visuelles in situ.
- 2 -

2 Améliorer les mesures physiques pour une modélisation réaliste
2.1 Mesures hydrologiques en zone côtière : le profileur autonome PAGODE
Les données hydrologiques et courantologiques concernant le plateau continental sont
aujourd’hui insuffisantes pour répondre aux besoins de la communauté scientifique
exprimés dans le cadre du défi Golfe de Gascogne de l’IFREMER : mesures récurrentes
et pluriannuelles, profils réguliers en tout point du plateau, systèmes instrumentaux
autonomes ne nécessitant aucune intervention. C’est pour répondre à ce type de besoin
qu’a été engagé le développement d’un instrument spécifique de type profileur autonome,
comme cela existe pour l’océanographie opérationnelle hauturière, adapté au
fonctionnement en eaux côtières de faibles profondeurs.
Ce développement, dont la première étape a consisté à mettre au point un démonstrateur,
a pour objectif de proposer à l’horizon 2006 un profileur capable non seulement de
réaliser en toute autonomie des profils T, S
(Température, Salinité) standards en tout point du
plateau continental, mais également de mesurer, par
adjonction de capteurs adéquates, d’autres
paramètres caractéristiques de la colonne d’eau au
point de déploiement.
Cet instrument, le PAGODE (Profileur Autonome
GOlfe DE Gascogne), est étudié pour délivrer
jusqu’à 500 profils par mission à des fréquences à
partir de 1 profil par heure. Ce profileur récupérable
peut descendre jusqu’à 400 m de profondeur et ne
dérive que faiblement grâce, notamment, à un
Figure 1 : le Pagode
atterrissage sur le fond entre 2 profils consécutifs.
Chaque profil, réalisé à la fréquence
d’échantillonnage d’un point par mètre, est à la fois
transmis en temps réel, via le système ARGOS, et mémorisé en interne de façon à
permettre aux utilisateurs de relire les données lors de la récupération de l’instrument.
Le tout premier démonstrateur opérationnel PAGODE a été mis à l’eau le 2 Septembre
2003 pour une mission de 3 semaines à environ 20 km au sud de Belle Ile (point de
coordonnées 47,001 °N, 3,010 °O), par 60 m de profondeur, dans une zone de pêche
intensive. La récupération est intervenue le 23 septembre 2003 après l’acquisition de 28
profils, à la fréquence d’un profil toutes les 18 heures.
0
Figure 2 : profils de température obtenus
Temperature mesurée en °C
11 13 15 17 19 21
Pression en dbars
10
20
30
40
50
60
03/09 à 15h38 05/09 à 03h44
05/09 à 21h43 08/09 à 21h17
14/09 à 04h12 16/09 à 09h54
- 3 -

Le repérage ARGOS de
l’émetteur embarqué a
permis de constater une
dérive totale en mission
d’environ 4 km vers le sud,
qui mérite toutefois d’être
nuancée du fait de
l’imprécision des positions
calculées par les satellites
(calcul de l’effet Doppler
sur la fréquence reçue).
Pression en dbars
0
10
20
30
40
50
60
Figure 3 : profils de conductivité
Conductivité mesurée en mS/cm
38 40 42 44 46 48 50
03/09 à 15h38 05/09 à 03h44
05/09 à 21h43 08/09 à 21h17
14/09 à 04h12 16/09 à 09h54
Ce pré-prototype a effectué
toute la mission programmée
conformément au schéma prévue et a permis de valider certaines fonctionnalités
spécifiques :
o Calcul des éphémérides et synchronisation des profils sur les passages satellites
pour garantir la transmission systématique des résultats de mesure.
o Procédure d’apprentissage pour optimiser les mouvements dans la colonne d’eau
et la consommation d’énergie.
o Atterrissage sur le fond entre 2 profils consécutifs.
Cette expérimentation réussie a donc permis d’une part de démontrer la faisabilité de ce
type d’instrument et, d’autre part, de vérifier et confirmer la pertinence de la stratégie
globale de fonctionnement retenue. Dès lors la suite des développements, dont les
premiers prototypes seront testés fin 2005, peut être abordée avec confiance.
2.2 Améliorer la durabilité des mesures : la protection anti-biosalissure par
chloration localisée sur conductimètre et turbidimètre
La méthode de protection contre les bio-salissures par chloration localisée, développée à
TMSI, a été mise en œuvre avec succès en 2003 et 2004, sur divers instruments utilisés
pour l’océanographie côtière. Les tests ont été effectués sur plusieurs sites pendant des
périodes allant de 56 à 190 jours. Toutes les expérimentations ont été effectuées pendant
les périodes printanière et estivale propices à un développement rapide des bio-salissures.
2.2.1 Méthode
La chloration localisée a été mise en œuvre sur trois technologies instrumentales : optique
(turbidité et fluorescence), électrochimique (conductivité) et luminescence (oxygène).
Dans ce document, nous nous limiterons à la présentation des résultats obtenus sur le
conductimètre et sur le turbidimètre Micrel.
Quatre sites de test ont été utilisés, Sainte Anne du Portzic (Conductivité, oxygène) ; Baie
du Mont Saint Michel (Turbidité) ; Ile de Houat (Conductivité) et Millport island,
Scotland (Fluorescence, conductivité). La diversité des sites a pour but de couvrir des
types de bio-salissures différents.
- 4 -

Pour tous les tests deux capteurs ont été placés simultanément, un non protégé et un
protégé par le système de chloration localisée. Les mesures ont été enregistrées à l’aide
d’un data-logger ou lorsque possible transmises en temps réel au laboratoire. Lorsque
possible, des prélèvements d’eau ont été effectués de façon à effectuer des analyses en
laboratoire à l’aide d’une méthode de référence et ainsi suivre une éventuelle dérive du
capteur protégé.
2.2.2 Le système de chloration localisée
Le système de chloration localisée est basé sur un principe électrochimique d’électrolyse
de l’eau de mer. Il est réalisé à l’aide d’un système à trois électrodes : électrode de travail,
contre-électrode et électrode de référence et d’un potentiostat permettant d’appliquer un
potentiel fixe entre l’électrode de travail et l’ électrode de référence. Par conséquent un
faible courant est échangé entre la contre-électrode et l’électrode de travail. Du chlore est
alors produit sur l’électrode de travail. L’électrode de travail doit être spécifiquement
adaptée à la géométrie du capteur à protéger. Une caractérisation métrologique en
laboratoire doit être alors entreprise pour vérifier si cet équipement ne provoque pas de
biais sur la mesure.
Figure 4 : Chloration localisée pour le TPS 35
Micrel.
2.2.3 Test In-situ
Conductivité
La figure 4 ci-contre montre le système de
chloration pour le conductimètre Micrel.
Le potentiostat développé par la société
Micrel fonctionne avec 4 piles LR6 pour une
autonomie de 2 mois. Le potentiostat permet
de programmer des séquences de chloration
de durée et de période choisies par
l’utilisateur, cela pour économiser de
l’énergie et pour aménager des intervalles
sans chloration afin d’éviter de perturber les
mesures de l’instrument.
D’une manière analogue l’électrode de
travail a été adaptée au turbidimètre TBD35
Micrel.
Le conductimètre Micrel TPS 35 équipé du système de protection contre les biosalissures
par chloration localisée a été testé sur deux sites :
• Sainte Anne du Portzic Brest, France, 133 jours du 03 Juin au 16 Oct. 2003
• Ile de Houat, France, 107 jours du 03 Juin au 20 Septembre 2004.
L’expérimentation de l’île de Houat a été effectuée en collaboration étroite avec madame
JEGOU Anne-Marie, monsieur KERDREUX Michel et monsieur LAZURE Pascal de
l’équipe PDG-DEL-AO.
Le site de l’île de Houat avait la particularité de confronter les conductimètres à une
exondation lors de chaque marée basse. Par rapport au test de Ste Anne du Portzic
effectué l’année d’avant, le test de l’île de Houat a présenté beaucoup moins de biosalissures
visibles à l’œil nu. Cette observation se retrouve dans les mesures obtenues. Le
site de l’île de Houat ne donne lieu qu’à une légère dérive de l’équipement non protégé.
La figure 5 suivante montre les mesures obtenues pendant le test de Sainte Anne du
Portzic Brest, France.
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Figure 5 : Chloration localisée sur TPS 35 Micrel
133 jours 03 Juin - 16 Oct. 2003 St Anne du
Portzic
La courbe bleue représente les mesures de
l’instrument protégé. La courbe rose représente
les mesures de l’instrument non protégé. La
courbe verte montre la différence entre les deux
instruments. La dérive de l’un par rapport à
l’autre a commencé après 80 jours, cette dérive
est linéaire jusqu’au 110 ème jour et devient
exponentielle jusqu’au 133 ème jour. Les mesures
de référence obtenues par prélèvements et
analyses au salinomètre Guildline (points
rouges) montrent une légère dérive de
l’instrument protégé après 133 jours (0,5 PSU).
Cette dérive est sans doute due à un arrêt de la
chloration au 120 ème jour qui a été occasionné
par un manque d’énergie (piles déchargées).
Les mesures obtenues montrent très bien la dérive de l’instrument non protégé et la
fidélité de l’instrument protégé par rapport aux mesures de conductivité de référence
obtenues par prélèvement.
La figure 6 suivante montre l’aspect du conductimètre non protégé (à gauche) et du
conductimètre protégé (à droite) après la campagne de mesures à Ste Anne du Portzic.
Visuellement, on constate l’efficacité du système de protection. Il est même surprenant à
quel point la chloration localisée semble avoir rayonné sur l’extérieur de l’extrémité de
l’instrument.
Figure 6 : Aspect des conductimètres Micrel sans protection (à Gauche) et avec protection (à
Droite) après 133 jours à Ste Anne du Portzic du 13 juin au 16 octobre 2004
Turbidité
Le turbidimètre Micrel TBD 35 équipé du système de protection contre les bio-salissures
par chloration localisée a été testé sur le site suivant :
• Baie du Mt St Michel – France, 56 jours de Mars à Mai 2004
Cette expérimentation a été effectuée en collaboration étroite avec monsieur LE HIR
Pierre, monsieur BASSOULLET Philippe et monsieur JESTIN Hervé de l’équipe DEL-
EC-TP.
Le site de la baie du Mt St Michel avait la particularité d’offrir une forte plage de
turbidité et de confronter les turbidimètres à une exondation lors de chaque marée basse.
Les bio-salissures observées sont majoritairement de type « balanes ». Le développement
est très rapide (moins de quinze jours).
Les mesures fournies par chaque équipement présentent une étendue de 900 NTU. Elle
sont très cohérentes et restent synchrones tout au long de la période de test. La sensibilité
des deux équipements diffère légèrement ce qui occasionne un écart initial de 20 NTU.
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Cet écart n’est pas dramatique puisqu’il représente 2% de l’étendue observée. L’écart
s’est accentué après 30 jours sur site pour atteindre 80 NTU.. L’instrument protégé a
conservé sa sensibilité initiale pendant les 56 jours de test.
La figure 7 ci-dessous montre l’aspect du turbidimètre non protégé (à gauche) et du
turbidimètre protégé (à droite) après la campagne de mesures. Visuellement, on constate
aisément l’efficacité du système de protection. Comme montré sur la figure 8 et comme
observé ci-dessus sur les conductimètres, il est surprenant de voir à quel point la
chloration localisée a rayonné sur l’extérieur de l’extrémité de l’instrument.
Figure 7 : Aspect des turbidimètres Micrel
sans protection (à Gauche) et avec protection (à Droite)
Figure 8 : Détail de l’aspect du turbidimètre Micrel
avec protection.
Cette expérimentation a fort bien fonctionné puisqu’une forte colonisation a pu être
observée sur le turbidimètre non protégé alors que le turbidimètre protégé est resté
propre. Les mesures obtenus montrent très bien la dérive de l’instrument non protégé.
2.2.4 Conclusion
La chloration localisée est une bonne technique de protection contre les bio-salissures
pour le conductimètre TPS 35 Micrel et le turbidimètre TBD 35. Le système reste à
fiabiliser au niveau de la connectique du potentiostat et du système d’électrodes ; des
avaries étant survenues dues à un manque d’étanchéité. L’autonomie de 2 à 3 mois est un
peu juste pour les applications d’océanographie côtière et devrait être au moins doublée
avant les prochains déploiements.
En 2005 le système de chloration localisée sera mis en œuvre sur quatre conductimètres
TPS35 Micrel dans le cadre du « réseau des îles ». Ces sites, au nombre de quatre, sont
bien connus puisque instrumentés depuis 2001.
3 Compléter les observations acoustiques
Pour compléter les observations acoustiques effectuées lors des campagnes halieutiques,
avec deux approches originales. La première, tirant profit des progrès de la technologie
des moyens d’observation autonomes, a consisté à développer une station acoustique fixe
observant en continu et dotée, pour ce faire, d’un sondeur visant à l’horizontal. Une
station prototype a été développée, les premiers résultats sont encourageants et une
première installation opérationnelle est prévue en 2005. La seconde a consisté en
l’intégration d’un sondeur acoustique de nouvelle génération sur un AUV moyen porteur
capable d’opérer jusqu’à 3000 mètres. Cette charge utile a été testée lors de la campagne
Etauvhal (2004) selon trois modes de fonctionnement respectivement adaptés aux
missions petit fond, démersales et pélagiques.
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3.1 Le développement d’une station acoustique fixe
Les campagnes halieutiques permettent d’estimer l’abondance des espèces à un moment
donné et sur des zones assez étendues. On peut ainsi suivre annuellement les stocks mais
en étant dépendant d’aléas comme la programmation des navires et vu, le prix élevé des
campagnes à la mer, il était logique d’imaginer de tirer parti des progrès de la technologie
des moyens d’observation autonomes et de l’expérience de la détection acoustique pour
proposer une approche complémentaire basée sur des stations fixes acoustique.
Dans le cadre du programme Approche Intégrée Golfe de Gascogne il a été décidé de
développer une station fixe acoustique. Au vu des premiers résultats de la mission
EXACHA 04 ayant montré l’intérêt de tirs horizontaux, une station prototype a été
développée et installée sur la station de Saint Anne du Portzic, dans une hauteur d’eau de
l’ordre de 12 mètres, pour évaluation au mois de Septembre. Cette station est basée sur
l’utilisation d’un sondeur Simrad EK60 encapsulé pour répondre aux contraintes
d’environnement.
Figure 9 : Schéma de
principe de la station
prototype
Les premiers résultats sont très prometteurs et montrent l’intérêt de ce type d’équipement.
Bien que les premières analyses soient à compléter, une évaluation temporelle de
l’activité halieutique d’une zone est accessible. A titre d’exemple, voici les résultats
obtenus à l’aide du logiciel Movies pour différentes périodes de la journée :
Station fixe de Ste Anne : détection horizontale par faisceau 7°x7°
Les 06-07/10/2004 : écrans de 15 min
Bancs de poissons
Echo de surface
15h00 T.U.
17h00
18h30
19h25
Figure 10 : Résultats obtenus par la station à différentes périodes de la journée (N.Diner)
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En parallèle, une demande d’aide communautaire a été déposée auprès de l’IFOP pour
l’installation d’une station pilote destinée au suivi de la fréquentation faunistique d’un
récif artificiel située au large du Vieux Boucau. Cette demande a été retenue pour
financement. Pour ce projet, l’installation d’uns station autonome (autonomie de l’ordre
de 6 mois) de suivi acoustique comprenant 3 bases acoustiques est planifiée pour Mai
2005 (mission REBOUC1). La maintenance de cette station, à 18 mètres de profondeur,
est prévue par intervention de plongeurs. Cette expérimentation est planifiée pour une
durée de plusieurs années.
Ces deux premières stations devraient nous confirmer la faisabilité et l’intérêt de ce type
de station acoustique pour une hauteur d’eau limitée (de l’ordre de 20 mètres). Il sera
ainsi possible de définir le besoin en performance acoustique, en cadence de données,
pré-traitement, etc pour une station plus éloignée de la côte.
Les développement futurs devraient intéresser des hauteurs plus importantes et se tourner
vers des applications concernant le suivi de l’activité halieutique sur des distances
balayées plus importantes.
La configuration des stations est alors fortement conditionnée par les possibilités
d’infrastructure et les conditions opérationnelles (raccordement à des câbles sous marins
existants ou à un flotteur de surface, possibilité d’intervention par ROV,…). Les analyses
de coûts et les développements de technologies génériques (intervention sous-marine,
communication locale ou avec la surface et/ou avec la terre, modularité,…) du projet
Observatoires fond de mer (programme PGE07-OTEO – mené par Ifremer-TMSI, sousprojet
Assem) permettront de proposer une station adaptée au besoin d’acquisition de
données halieutiques dans le Golfe de Gascogne. La valorisation de cette station par une
utilisation pluridisciplinaire sera probablement utile pour rentabiliser l’investissement et
les coûts récurrents et pour disposer d’informations complémentaires de celles du
sondeur. Le besoin de données d’océanographie physique entre déjà dans la
problématique du Golfe de Gascogne.
Le caractère technologiquement innovant de la station halieutique Golfe de Gascogne est
à souligner ; plusieurs projets dans le monde de réseaux de stations benthiques affichent
le besoin de surveillance halieutique (cf : projet Venus dans l’ouest canadien Victoria
Experimental Network Under the Sea http://www.venus.uvic.ca/. qui s’intéresse à la
technologie Ifremer de Assem). Les projets européens en cours de préparation par le
projet Esonet auquel participe l’Ifremer fourniront peut-être des opportunités de
financement.
3.2 Utilisation des AUVs en halieutique
L'utilisation des AUVs dans le domaine de l'acoustique halieutique est une perspective
reconnue et encouragée par la communauté scientifique. A l’Ifremer, une première
réflexion a été menée lors des « Journées prospectives sur la télé opération sous-marine
pour l'observation et la surveillance du milieu marin » (Boucher et al. 2000). Les
décisions prises à cette époque ont permis à l’Ifremer de s’investir dans la réalisation
d’un projet AUV moyen porteur (Anon 2002, Opderbecke 2004). Le Défi Golfe de
Gascogne a saisi cette opportunité en intégrant dès 2001 la perspective d’utilisation des
AUVs en halieutique (Boucher et al. 2001, Rigaud 2002).
- 9 -

En 2003, une session spécifique dédiée à l’utilisation des nouvelles technologies et plateformes,
dont les AUVs, pour l’acoustique halieutique a été réalisée dans le cadre de la
réunion annuelle du groupe FAST/CIEM (Fisheries Acoustics Science and Technology)
(Scalabrin, 2003). Si l’utilisation des AUVs n'est pas encore une routine intégrée aux
outils d'évaluation, elle a déjà démontré son potentiel pour l'observation des organismes
marins (Fernandes et Brierley 1999, Brierley et al. 2002, Doolittle et Patterson 2003).
En comparaison aux données acquises par des capteurs déployés à partir de navires
océanographiques, l'utilisation d’une plate-forme AUV équipée de capteurs d’acoustique
halieutique doit permettre l'amélioration du diagnostic de l'état des ressources par :
a. la réduction de la zone aveugle proche de la surface et une absence totale (ou du
moins une forte réduction) de l'évitement des bancs à l'approche du navire à cause des
bruits rayonnés ;
b. la réduction de la zone d’ombre acoustique proche du fond et l’optimisation de la
distance capteur-cible ;
c. l'indépendance de la plate-forme d'acquisition de données acoustiques à l'état de la
mer ;
d. la réduction des lacunes d'observations horizontales à cause du trop grand espacement
des parcours acoustiques imposé par les temps de route et le coût des navires.
3.2.1 Contraintes actuelles et perspectives
Zone aveugle surface et comportement d’évitement
La zone aveugle proche de la surface est surtout fonction du tirant d’eau du navire et de la
fréquence acoustique utilisée. Actuellement, en prenant le N.R.H. Thalassa comme
exemple (5,5 m de tirant d’eau), la hauteur de la zone aveugle peut varier entre 7 et 11 m,
respectivement pour les fréquences 200 et 18 kHz. Pour le sondeur multifaisceaux
halieutique, la hauteur moyenne de la zone aveugle sera de 15 m, variant entre 9 et 25 m
en fonction de la durée d’impulsion et du nombre des faisceaux utilisés.
Or les poissons de certaines espèces et plus particulièrement les juvéniles d’anchois dans
le golfe de Gascogne se regroupent en bancs localisés près de la surface. Pendant les
campagnes JUVESU de 98 et 99, dédiées à l’étude de ces juvéniles dans la partie sud du
golfe à la fin de l’été, 95% des bancs détectés étaient observés dans les 25 premiers m de
la colonne d’eau (Uriarte et al., 2002). Dans ce cas précis, l’existence d’une zone aveugle
surface peut conduire à ce qu’une fraction importante de la biomasse échappe à
l’observation et à la quantification par sondage vertical classique. A cet effet, il est
possible d’ajouter le phénomène d’évitement des bancs au navire, d’autant plus
significatif que le niveau du bruit rayonné par le navire est élevé (Diner et Marchand,
1995).
L’utilisation d’un AUV peut apporter des réponses à ces questions. D’une part, l’AUV
constitue une plate-forme pour les capteurs acoustiques pouvant être immergée à une
distance optimale pour l’observation des espèces cibles ; d’autre part, le niveau du bruit
rayonné par l’AUV est potentiellement inférieur à celui d’un navire. L’AUV immergé à
40 ou 50 m et équipé d’un sondeur, dont le transducteur est orienté vers le haut, permettra
l’acquisition des signaux acoustiques insonifiant la totalité de la colonne d’eau entre sa
profondeur d’immersion et la surface et, par conséquent, diminuant la fraction de la
biomasse non-observée. Dans cette configuration, la comparaison entre les résultats
- 10 -

d’estimation de l’abondance obtenus par l’acoustique-navire et l’acoustique-AUV
permettrait également d’estimer un facteur de correction pour la prise en compte du
phénomène d’évitement des bancs au navire.
Zone d’ombre acoustique et optimisation de la distance capteur-cible
La zone d’ombre proche du fond est fonction de la topographie du fond, de la sonde, de
l’ouverture angulaire du faisceau et de la durée d’impulsion utilisée.
De façon sommaire, le volume de confusion
d’un système acoustique indique sa résolution
minimale. Ce volume est conditionné par la
durée d’impulsion et l’ouverture angulaire du
faisceau à la distance considérée. La résolution
verticale du système sera d’autant meilleure
que l’impulsion est courte (Figure 11) et sa
résolution horizontale d’autant meilleure que le
diamètre du faisceau est petit.
Figure 11 : influence de la durée d’impulsion
dans la résolution verticale d’un système
acoustique. Le volume de confusion est illustré
en jaune. Source : Noël Diner.
Lorsque le signal acoustique atteint l’interface eau-fond, l’écho rétro-diffusé du fond
correspond au point de contact le plus proche entre le volume de confusion et le fond. En
théorie, pour un fond plat, ce point est dans l’axe du faisceau et la zone d’ombre
acoustique correspond au volume entre le fond et les limites du volume de confusion. Si
la topographie du fond est irrégulière ou en pente, par rapport au diamètre du faisceau à la
sonde considérée, une zone d’ombre acoustique plus importante sera créée. Cette zone
produit un phénomène de masquage pour les échos des cibles biologiques situées au delà
de ce premier écho du fond, dont le niveau est très supérieur à ceux des poissons.
Figure 12 : illustration de la zone d’ombre acoustique (en jaune) générée par un fond à
topographie irrégulière (à gauche) ou en pente (à droite). Source : Noël Diner.
- 11 -

La zone d’ombre acoustique proche du fond a été jusqu’à présent un des principaux
obstacles pour la détection acoustique des espèces démersales du plateau continental et
des espèces profondes du talus continental. La contrainte de la zone d’ombre peut être
minimisée, soit en diminuant l’angle d’ouverture du faisceau, tout en préservant un
volume échantillonné important par l’utilisation d’un fan des faisceaux contigus (option
sondeur multifaisceaux halieutique), soit pour un même angle d’ouverture en diminuant
le diamètre du faisceau par une optimisation de la distance capteur-cible (option
acoustique embarquée sur un AUV).
Au problème de la zone d’ombre, s’ajoutent ceux liés à la portée limite de détection des
systèmes acoustiques. Les pertes de transmission acoustique dues à l’amortissement
augmentent fortement avec la fréquence. Chaque fréquence présente une portée limite de
détection qui dépend également du niveau de bruit et de l’indice de rétro-diffusion des
cibles. En prenant comme exemple les capteurs embarqués sur le N.R.H. Thalassa,
l’ordre de grandeur de cette portée limite, en ce qui concerne les poissons, est de 200 m
pour la fréquence de 200 kHz et de 1000 m pour la fréquence de 38 kHz (Figure 13). La
portée nominale pour le sondeur multifaisceaux halieutique, dont la largeur de bande se
situe entre 70 et 120 kHz, est estimée à 700 m.
Figure 13 : échogrammes obtenus par
simulation d’un banc de poissons
(longueur et largeur de 20 m, hauteur
de 8 m, densité de 1 poisson/m 3 )
positionné à différentes profondeurs
(30, 100, 200 et 500 m). L’échogramme
à gauche illustre la réponse à 200 kHz
et celui à droite celle à 38 kHz pour une
même durée d’impulsion de 1 ms. Le
banc simulé à 500 m ne peut pas être
détecté par la fréquence de 200 kHz, se
trouvant hors de la portée limite de
détection. La dégradation de la
résolution horizontale est indiquée par
l’augmentation de la longueur de
l’image acoustique du banc en fonction
de la profondeur (résultat fournit par le
simulateur OASIS).
Le choix de la fréquence ou des fréquences à utiliser est toujours le résultat d’un
compromis entre la portée limite de détection, la résolution horizontale et la résolution
verticale, celle-ci conditionnée par le type et la durée du signal. Plus la fréquence sera
élevée et meilleure sera la résolution verticale, par contre plus faible sera la portée limite.
La résolution verticale de la fréquence de 200 kHz peut être supérieure d’un facteur 4 par
rapport à celle obtenue avec la fréquence 38 kHz, pour une portée limite de détection 5
fois inférieure. La résolution horizontale est directement liée à l’ouverture angulaire du
faisceau et à la distance capteur-cible : plus cette distance est élevée et plus importante
sera la dégradation de la résolution horizontale, indiquée par le diamètre du faisceau
(Figure 13). A 100 m, le diamètre d’un faisceau d’ouverture angulaire de 7° sera de 12 m,
à 1 500 m ce diamètre sera de 183 m. Ces contraintes physiques sont particulièrement
importantes pour la détection des espèces démersales et profondes.
- 12 -

L’utilisation des capteurs acoustiques sur un AUV peut lever ces contraintes. En
déployant, par exemple, un sondeur 200 kHz à partir d’un AUV il est possible d’obtenir
une meilleure résolution tout en se libérant de la contrainte de la portée limite de
détection. Une meilleure résolution verticale par la diminution de la durée d’impulsion,
une meilleure résolution horizontale par l’optimisation de la distance capteur-cible et une
augmentation de la portée par la possibilité d’immerger le capteur au-delà de 1000 m de
profondeur, sont des atouts non-négligeables afin d’augmenter la capacité de surveillance
des ressources démersales et profondes.
Influence de l’état de la mer
La qualité des signaux acoustiques acquis à partir d’une plate-forme navire est très
sensible au comportement du navire et à l’état de la mer. D’une part, pour les capteurs
monofaisceau, le signal ne peut pas être corrigé du roulis et du tangage, ce qui introduit
une forte variabilité dans l’échantillonnage acoustique (Scalabrin, 1997). D’autre part, la
dégradation de l’état de mer augmente la hauteur de la zone d’émulsion sous la coque, les
bulles d’air ainsi formées sont un facteur d’atténuation important pour l’amplitude du
signal acoustique.
Pour une vitesse de vent de 20 nœuds, les pertes de transmission dues à ce phénomène
peuvent être de l’ordre de 2,5 dB pour la fréquence de 38 kHz et de 10 dB pour celle de
120 kHz (Dalen et Lovik, 1981). Ces auteurs suggéraient, à l’époque, l’utilisation d’un
corps remorqué pour l’immersion des transducteurs à une profondeur d’au moins 20 m
afin de s’affranchir de la dégradation du rapport signal-bruit due à l’état de la mer.
Actuellement, les navires océanographiques le plus modernes sont munis de quilles
rétractables qui, par mauvais temps, permettent d'immerger les transducteurs à plus de 10
m sous la surface dans des zones moins bullées où ce type d'atténuation devient
négligeable. Cependant, la plupart des navires n’en sont pas équipés.
L’utilisation des capteurs acoustiques à partir d’une plate-forme AUV permet de rendre
l’acquisition des signaux indépendant de l’état de la mer. L’AUV immergé est une plateforme
plus stable qu’un navire et donc moins affecté par le roulis et le tangage. La
possibilité de l’immerger à n’importe quelle distance de la surface permet non seulement
de réduire le phénomène d’atténuation, mais également de l’étudier et éventuellement
d’estimer un facteur de correction pouvant être appliqué sur les évaluations acoustiques
réalisées en routine avec un navire.
Améliorer la couverture spatiale des campagnes
Plusieurs méthodes peuvent être utilisées pour estimer et améliorer la précision des
évaluations acoustiques de l’abondance (Simmonds et al., 1992). Deux d’entre elles
concernent directement l’utilisation des AUVs : la méthode de multiplication des
parcours et la méthode empirique du degré de couverture.
La méthode de multiplication des parcours permet d’estimer la variance de l’abondance,
soit par l’utilisation simultanée de plusieurs navires, soit par la répétition des parcours
acoustiques avec un même navire. L’utilisation d’un seul navire réduit automatiquement
la taille de la zone à échantillonner afin d’éviter que les mesures ne soient pas affectées
par une composante temporelle. Un effort considérable serait nécessaire pour réaliser un
- 13 -

nombre suffisant de duplicata pour une zone telle que le golfe de Gascogne (la durée de
la campagne PELGAS est déjà de 30 jours). La duplication des parcours en utilisant un
AUV pendant les campagnes de routine peut fournir directement des mesures permettant
d’estimer le coefficient de variation de l’abondance.
Une règle empirique est utilisée pour estimer le degré ou l’effort de couverture nécessaire
pour l’échantillonnage acoustique en fonction de la précision souhaitée. Le degré de
couverture étant un rapport entre la longueur totale des parcours acoustiques et la racine
carrée de la surface à échantillonner, pour améliorer la précision il est nécessaire de
diminuer l’espacement entre parcours en augmentant la distance parcourue. Un gain de
précision de l’ordre de 10% requiert le triplement de la distance parcourue, ce qui peut
être envisagé avec l’utilisation des AUVs. Toutefois, des efforts technologiques restent à
faire afin d’augmenter le potentiel d’autonomie et de vitesse des engins autonomes.
Les AUVs permettront donc d'améliorer la résolution, la précision et l'extension spatiale
des campagnes récurrentes d'évaluation de biomasse ainsi que les volumes d'eau
observés. Ils peuvent déjà être utilisés comme plate-formes d’échantillonnage dans les
zones actuellement inaccessibles aux navires comme les zones très côtières.
3.2.2 Développement de la charge utile d’acoustique halieutique (CUH) pour le
véhicule autonome sous-marin Aster-X
En vue de ces contraintes et de ces perspectives, le Défi Golfe de Gascogne a donc pris
en charge le développement de la charge utile d’acoustique halieutique pour le véhicule
autonome sous-marin Aster-X.
Cette action consiste à intégrer au porteur AUV une charge utile scientifique composée
de deux sondeurs halieutiques nouvelle génération. Cette charge utile est prévue pour
répondre aux besoins halieutiques des quatre missions-type: mission plateau continental
ressources démersales, mission plateau continental ressources pélagiques, mission talus
ressources profondes, mission petits fonds (Anon, 2002). A la charge utile d’acoustique
halieutique il devrait s’ajouter une charge utile optique pour l’identification des cibles
selon le projet original.
La CUH utilise deux sondeurs Simrad ER-60 : le premier, opérant à la fréquence de 200
kHz, insonifie la colonne d’eau sous l’Aster-X (de la profondeur d’immersion vers le
fond) ; le deuxième sondeur, opérant à la fréquence de 70 kHz, insonifie la colonne d’eau
au-dessus l’Aster-X (de la profondeur d’immersion vers la surface). L’immersion limite
de la CUH est de 3 000 m, sauf pour le transducteur 200 kHz dont l’immersion est limitée
à 1 500 m pour des raisons technologiques.
Le premier essai à la mer de la charge utile, équipée d'un seul sondeur 200 kHz, a été
réalisé pendant la campagne ETAUVHAL en juin 2004 sur le N.O. Thalia (Figure 14).
L'intégration du deuxième sondeur est achevée en février 2005. La configuration
complète de la CUH sera testée pendant la campagne ALLEGRO05 sur le N.O. Heincke
de l’AWI en mer du Nord (du 1 er au 1’ mars 2005).
Une demande de campagne pour 2006 sur le N.R.H. Thalassa a été déposée afin de tester
la faisabilité scientifique et opérationnelle de l'utilisation de l'Aster-X avec la CU
halieutique pour la détection des ressources démersales du plateau et du talus continental
- 14 -

du golfe de Gascogne. A la suite de cette campagne les résultats obtenus permettront de
définir le mode opérationnel le mieux adapté pour l'utilisation en routine de l'AUV/CUH
pendant les campagnes EVHOE et IBTS.
• Troisième plongée 17/06/04
• Rade de Brest
• Écran 60 minutes
Parcours C :
immersion de 7m
Parcours B :
immersion de 10m
P1 point de plongée et
de remontée à la
surface
Parcours A :
immersion de 15m
P1
A B C P1 A B C
P1
Surface
Immersion
de l’AUV
Écho du
fond
Figure 14 : échogramme illustrant les signaux acquis par la charge utile halieutique équipée du
sondeur 200 kHz pendant deux plongées consécutives d’Aster-X en rade de Brest.
4 Tirer parti des méthodes visuelles
4.1 Evaluer l’apport des méthodes visuelles
Pour faire progresser les connaissances sur l'écosystème marin, il est indispensable
d'améliorer les méthodes d'acquisition de données. Le besoin en est renforcé par les
incertitudes liées aux données de captures et l'inaccessibilité des zones protégées et des
terrains accidentés aux engins de chalutage traditionnels. Dans cette perspective, les
méthodes visuelles offrent des avancées. La campagne Vital (août 2002) avec le robot
téléguidé Victor 6000 et la campagne Mertail (août 2004) avec l'engin tracté Merlin ont
permis d'évaluer le potentiel de l'approche visuelle pour l'étude des communautés de
poissons profonds (Vital) et celles du plateau continental (Mertail).
Les estimations des densités des poissons profonds sont sensibles aux conditions
d’environnement et d’observation. Leur comportement et leur réaction peuvent produire
des estimations variables et biaisées : leur position dans la colonne d’eau (distribution
verticale du poisson) au-delà du champ d’observation du ROV entraîne une sousestimation
de l’abondance (Trenkel et al. 2004). L'étude des facteurs qui pourraient
expliquer le rapport entre des estimations de densité d'une population à partir des
- 15 -

chalutages et celles obtenues à partir des observations visuelles a montré que le type de
distribution spatiale (aléatoire ou non) et la densité sous-jacente sont déterminants
(Trenkel et al. sous presse). Cette méthode permet d’estimer la densité réelle de petites
espèces proches du fond non capturées par la pêche et mal échantillonnées par les chaluts
commerciaux ainsi que celle d’une grande espèce dont la distribution spatiale est
aléatoire et dont la réaction au ROV est inexistante. Pour cette dernière les estimations de
densité issues du ROV et du chalut ne sont pas significativement différentes (Trenkel et
al. Sous presse). Ces travaux permettront de formuler un modèle général pour la
capturabilité d'un chalut. La comparaison de deux méthodes d’observation visuelle (laser
et caméra autofocus) pour la mesure in situ des tailles de poissons (Cadiou et al. 2004,
Rochet et al. soumis) a permis d'établir le champ d'application de ces méthodes et
d'identifier les besoins de développements technologiques. Le grand apport de l'approche
visuelle réside dans l'observation des comportements individuels (Trenkel & Lorance,
sous presse), qui contribue à une meilleure compréhension des variations de la
capturabilité. Ainsi, il a été possible de classer les espèces profondes en trois groupes
selon à leur comportement naturel et leur réaction à l'approche du danger : le groupe 1
rassemble les espèces sans mouvement ni réaction, le groupe 2 celles qui nagent
largement au-dessus du fond, et le groupe 3 les espèces qui dérivent plutôt près du fond et
dont les individus sont peu réactifs (Lorance et al. Sous presse, Lorance et Trenkel
soumis).
La campagne Mertail avait pour but essentiel de tester de nouveaux outils d'observation
visuelle pour une évaluation directe de la taille des animaux et de leur abondance. La
principale espèce cible était la langoustine. La campagne s'est déroulée sur un secteur de
la Grande Vasière du golfe de Gascogne où cette espèce est exploitée. La densité
observée (langoustines et de leurs terriers) était très variable à cause de la nature du fond.
Les observations ont confirmé une augmentation de l’activité de l’espèce au lever du jour
et à la tombée de la nuit. La première comparaison des tailles de langoustines mesurées
par laser avec celles capturées par un langoustinier professionnel semble indiquer qu'une
faible proportion des langoustines présentes est accessible au chalutier. L’hypothèse la
plus probable pour expliquer ce phénomène est la petite taille des individus qui peut-être
reliée soit à un recrutement localement important soit à un taux d’exploitation élevé de la
langoustine, soit aux deux. La campagne a aussi permis la mise au point d’une
configuration efficace pour la vidéo-grammétrie, afin de mesurer et dénombrer les
poissons qui vivent près du fond. Dans le cas étudié l’espèce principalement visée est le
merlu et l’objectif immédiat sera la comparaison des observations vidéo avec les
captures par chalutage et les mesures acoustiques.
4.2 Et définir les conditions techniques et les outils les plus efficaces
Les développements et les essais réalisés dans le cadre du chantier Golfe de Gascogne ont
montré que les méthodes d’observation optiques peuvent apporter un complément utile
aux outils traditionnels (notamment acoustiques) pour l’estimation de densité et l’étude
de la faune benthique et démersale. Les travaux réalisés ont fait ressortir les éléments
suivants :
Turbidité de l’eau
C’est un paramètre essentiel pour l’imagerie optique. La turbidité peut varier
significativement en fonction de la zone de travail (proximité d’un estuaire), de la saison,
de la météo, de l’activité (chalutage) sur zone. L’eau est en général claire par moyen et
- 16 -

grand fond où l’on peut espérer une visibilité de 5 mètres. Sur le plateau, par contre, cette
visibilité peut être inférieure à 2 mètres, en particulier sur les fonds vaseux.
Caméra
Compte tenu de la mobilité des espèces observées, et en général de la plate-forme
d’observation, il est essentiel d’avoir une caméra rapide, permettant la prise de vue avec
obturateur (1/250 e ou plus rapide) pour disposer d’images exploitables, surtout pour les
images fixes (arrêts sur image ou captures a posteriori).
Eclairage
L’éclairage artificiel est indispensable dès que la profondeur dépasse quelques dizaines
de mètres surtout qu’un temps d’exposition court est requis (cf. paragraphe précédent).
La qualité des images obtenues par les systèmes mis en œuvre est en partie due à la
puissance des éclairages (800W de projecteurs HMI sur Merlin). L’éclairage présente
cependant l’inconvénient de perturber le comportement de la faune observée, soit en
l’attirant (exemples de groupes de chinchards et maquereaux se formant autour de la plate
forme Merlin), soit en la faisant fuir (animaux rentrant dans leur terrier à l’approche d’un
engin). Pour limiter ces effets, les solutions sont :
o D’avoir un éclairage de type pulsé (flash) afin de surprendre les animaux,
o De faire les observations avec une plate-forme se déplaçant à vitesse élevée (de
l’ordre de 3 nœuds)
Imagerie quantitative
Pour la mesure de taille des individus et l’estimation de densité de population, trois outils
basés sur des caméras vidéo ont été utilisés lors des campagnes à la mer Vital et Mertail :
Lasers parallèles
Un ensemble de lasers parallèles (2 ou 4) est monté
autour ou à proximité de la caméra. Ce dispositif
simple à opérer est un bon compromis robustesse,
simplicité, précision, il n’est pas affecté par une
image instable. La présence sur toutes les images
d’une échelle figurée par les spots laser en facilite
l’exploitation en temps réel comme en postprocessing.
Compte tenu du principe de mesure –
l’échelle est valable si le plan objet est correctement
orienté par rapport aux faisceaux – et de la nécessité
d’avoir aux moins 2 spots (distants de 15 à 25 cm)
sur l’objet à mesurer, ce système est bien adapté à
l’observation des espèces benthiques. Dans ces
conditions, à une distance inférieure à 3 mètres, la
précision de mesure est évaluée à 5%. Une attention
particulière doit cependant être portée sur le réglage
du Caméra parallélisme à autofocus des faisceaux.
Figure 15 : utilisation de 2 spots laser
Ce système permet l’affichage en temps réel d’une échelle graduée sur l’image vidéo.
L’échelle est calculée à partir des données de mise au point et de champ fournies par la
- 17 -

caméra sur une liaison de données. Le système testé – construit autour d’un module vidéo
compact - a montré des limites en termes de domaine de validité : nécessité d’avoir un
champ angulaire réduit pour la caméra, objet situé à une distance comprise entre 1 et 3
mètres, image contrastée et scène stable. La mesure peut par ailleurs être perturbée en
cas de forte turbidité (autofocus accrochant sur les particules). Ce dispositif est donc peu
adapté à l’observation des espèces mobiles.
Vidéogrammétrie
Cette technique consiste à utiliser 2 caméras filmant le même objet de 2 points de vue
différents. Le système – qui doit avoir été calibré précisément au préalable – permet
d’obtenir en post-processing les coordonnées géométriques des objets présents dans la
scène pour chaque paire d’images. Les essais à la mer lors de la campagne Mertail ont
montré que cette méthode était bien adaptée à l’observation des poissons en pleine eau ou
à proximité du fond. Elle nécessite des caméras rapides (l’extraction des points
homologues d’une paire d’images requiert des images bien nettes). Il faut enfin noter que
l’obtention de mesures se fait actuellement lors d’un processus interactif nécessitant
l’intervention d’un opérateur, et en conséquence relativement long.
Plate-forme
Différents vecteurs peuvent servir de support aux outils d’imagerie optique. Pour ce type
de mission, ces types de plates-formes se caractérisent de la manière suivante :
o ROV : engins conçus pour travailler en portée optique, ils ont une vitesse de
déplacement relativement faible (< 1 m/s), nécessitent un navire de surface ayant des
capacités de travail au point fixe. Ils sont plutôt adaptés au travail sur des chantiers
spatialement et temporellement limités.Compte tenu de leur sensibilité au courant, ils
conviennent mal aux opérations par faible fond. Leur positionnement requiert
l’utilisation de systèmes spécifiques.
o Engins tractés : ces engins sont largement répandus et adaptés à un échantillonnage
spatial des observations. De même que pour les ROV, l’emploi de câbles à fibres
optiques permet la transmission d’images de très bonne qualité. On distingue les
engins opérés au-dessus du fond des luges tractés sur le fond. Les premiers sont sujets
au pilonnement (mouvement vertical du navire de surface transmis par le câble), ce
qui en limite l’emploi par mer formée. Les secondes ne peuvent être opérés que sur
des fonds dépourvus d’obstacles susceptibles d’endommager le système traîné sur le
fond, elles peuvent par contre être remorquées à une vitesse supérieure (3 ou 4 nœuds
contre 2 nœuds maximum pour les engins remorqués au-dessus du fond).
o Les AUV (Autonomous Underwater Vehicle) constituent une alternative envisageable
à moyen terme pour des missions en pleine eau. Rapides, ils sont par contre peu
adaptés à des missions nécessitant une navigation proche du fond.
o Les stations fixes présentent un intérêt pour l’acquisition de séries temporelles avec la
possibilité de coupler l’imagerie avec d’autres instruments. Les structures des stations
ont cependant un effet attracteur sur les poissons, effet qui peut biaiser certaines
observations.
- 18 -

Traitement automatique des images
La variabilité des conditions d’environnement (turbidité…) et de prise de vue (distance
caméra/scène) induisent une variabilité importante de la luminance et du contraste des
images (ou de certaines parties des images). A ces éléments, il faut ajouter la difficulté
d’identifier par traitement automatique des formes naturelles pouvant se présenter dans
des positions et sous des angles différents. L’exploitation par traitement automatique des
images sous-marines n’est donc pas simple en halieutique. Les travaux réalisés et en
cours ont conduit à identifier les domaines ou situations favorables à l’application de ces
techniques :
• Traitement d’images de caméras verticales (distance et éclairage homogène dans
toute la surface de l’image),
• Détection et comptage de cavités dans le sédiment (avec un éclairage rasant, les
cavités et terriers présentent un contraste important)
• Détection de spots d’impacts laser (fort contraste) et calcul de surface observée
• Reconstruction 3D à partir de paires d’images stéréo (vidéogrammétrie).
5 Perspectives et conclusions
Le défi Golfe de Gascogne a permis d’impulser de nouveaux développements
technologiques en réponse à des besoins scientifiques clairement énoncés qui n’auraient
probablement pas émergé sans cette dynamique transversale et pluridisciplinaire : rebattre
les cartes catalyse l’innovation.
Mais beaucoup reste à faire :
Le sondeur multifaisceau halieutique SMFH sera implanté sur la Thalassa, il va faire le
travail d’une trentaine de sondeurs, il va falloir en domestiquer son usage en deux ans
d’expérimentation à la mer.
L’acquisition automatique de profils de température – salinité (T,S), au moyen de
profileurs autonomes PAGODE devra être démontrée à grande échelle lorsque les
prototypes en cours de réalisation auront été testés à la mer. Leur technologie étant en
partie dérivée de celle des profileurs hauturiers nous permet d’être confiant.
La mise en place du projet RECOPESCA d’acquisition automatique de mesures à bord
des bateaux de pêche (projet connexe du défi Golfe) devrait, là encore, nous aider à
fournir une image hydrologique du Golfe de Gascogne en temps réel.
L’allongement de la durée de vie des capteurs de mesure, (par exemple des capteurs
autonomes T, S de référence situés dans les îles du Golfe), va permettre d’éviter une
lourde maintenance de nettoyage. La technique d’électrochloration efficace et adaptée
mise au point dans le cadre du défi sera valorisée sur d’autres chantiers et d’autres
instruments de mesures océanographiques.
Le concept de station fixe d’observation acoustique de la biomasse dans un rayon de
quelques centaines de mètres, sera expérimenté le long de la côte des Landes dès la mi-
2005.
- 19 -

Les données seront enregistrées dans un premier temps mais on peut imaginer une
transmission automatique et en temps réel des observations à terre et l’implantation
d’autres observatoires acoustiques dans le Golfe.
La poursuite de campagnes expérimentales de l’AUV AsterX équipé de sondeurs
halieutiques permettra au vu des conclusions, d’améliorer notre évaluation des stocks de
poissons (en particulier anchois et espèces démersales) lors des campagnes halieutiques
de routine telles qu’EVOHE, IBTS ou PELGAS.
Reste à poursuivre l’évaluation de l’intérêt opérationnel des méthodes visuelles
d’observation lors des campagnes expérimentales et en faisant un effort sur le traitement
automatique des images.
Enfin, la mise à disposition de l’ensemble des données d’observation hydrologiques,
halieutiques, environnementales et des sorties de modèles est un souci permanent qui
demande un système d’information adapté et réactif, comme ceci est le cas avec le portail
de données créé pour le défi Golfe.
Comme on peut le voir, la technologie ne s’arrête jamais, elle offre aux scientifiques et
aux usagers de la mer des possibilités sans cesse nouvelles dont les seules bornes sont
notre imagination et les moyens de les concrétiser.
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