Synthèse des développements technologiques€¦ · • 28 profils réalisés par 60 m de fond au...

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Défi golfe de Gascogne

Synthèse des développements technologiques

Jean François Cadiou, DominiqueChoqueuse, Chantal Compère, LaurentDelauney, Dominique Festy, Philippe Marchand, Claude Marchalot, FabriceMarchese, Carla Scalabrin, Verena Trenkel,

Colloque golfe de Gascogne, Brest, 22-24 mars 2005

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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 » …

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et un ensemble d’actions étaient décidées:Projet technologie Golfe de Gascogne

• Pour améliorer la couverture des mesures hydrologiques disponibles dans le Golfe de Gascogne, jugée largement insuffisantes ,

• Pour augmenter la durabilité des mesures effectuées par les quelques équipements fixes déjà en place (réseau des îles) ,

• Pour compléter les observations acoustiques effectuées lors des campagnes halieutiques,

• Pour tirer parti des méthodes visuelles,

• Pour améliorer et organiser l’accès aux données.

D’autres actions décidées dans ce cadre ou ailleurs étant par ailleurs menées

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Pour améliorer la couverture des mesures hydrologiques

Le développement d’un nouveau profileur, le PAGODE

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Profileur Autonome Côtier

• Réaliser automatiquement des profils en un point fixe, durant plusieurs mois.

• Mesurer T et S et pouvoir embarquer des capteurs supplémentaires.

• Être opérationnel en n’importe quel point du plateau continental.

• Être programmable pour répondre aux besoins de l’utilisateur et lui restituer les mesures à distance.

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Profileur PAGODE

• Réalisation de profils PTS à 1/100e de résolution restituée.

• Fréquence de profil : de 1/heure à 1/15jours.• Échantillonnage vertical tous les mètres.• Atterrissage sur le fond entre 2 profils

réduction du risque de dérive.

• Transmission et localisation par ARGOS.• Synchronisation des profils sur les passages

satellitesréduction du temps de présence en surface.

• Plongée jusqu ’à 400 m.

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Démonstration fin 2003

• 28 profils réalisés par 60 m de fond au sud de Belle-Ile.

• Fréquence : 18 heures.• Dérive inférieure à 4 km.

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Temperature en °C

Pres

sion

en

dbar

s

03/09 à 15h38 05/09 à 03h4405/09 à 21h43 08/09 à 21h1714/09 à 04h12 16/09 à 09h54

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Développements en cours

• Plus de 600 profils à 200 m :moins de 40 €/profil.

• Récupérable et Rechargeable :jusqu ’à 7 ans de fonctionnement.

• Jusqu ’a 3 ensembles capteurs supplémentaires.

• Moins de 20 kg.• Métrologie IDRONAUT :

résolution intrinsèque de 1/1000e.

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Pour augmenter la durabilité des mesures

La chloration localisée

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Local chlorination biofouling protectionFor Coastal Instruments

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Unprotected Protected

Conductivity MeasurementConductivity Measurement133 days 133 days June June -- October 2003 October 2003 St Anne Portzic BrestSt Anne Portzic Brest

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Unprotected

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Turbidity MeasurementTurbidity Measurement56 days duration 56 days duration March March -- May 2004 May 2004 Mt St Michel BayMt St Michel Bay

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Conductivity Measurement Conductivity Measurement -- TPS35 Micrel InstrumentTPS35 Micrel Instrument133 days 133 days June June -- October 2003 October 2003 St Anne Portzic BrestSt Anne Portzic Brest

Ifremer (FR) L.Delauney V.Lepage D.FestyIfremer (FR) L.Delauney V.Lepage D.Festy

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Pour compléter les observations

Tirer parti des méthodes visuelles

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Tirer parti des méthodes visuelles

Objectifs• Définir les conditions techniques

et les outils les plus efficaces• Cerner les domaines d’applicationMéthodes et outils testés• Vidéo avec Victor 6000 (ROV)• Vidéo avec Merlin

(engin tracté)

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Vidéo sur ROV: campagne Vital ‘02Configuration• Caméra (Couleur) frontale pour comptage• Caméra autofocus (N/B) et lasers pour mesures

de taille

BilanAvantages• Navigation précise • Capacité de mensurations in situ

– Caméra autofocus: petits poissons, de près– Lasers: espèces peu réactives (contrainte de

perpendicularité)Limitations• Taille du champ de vision en 3D mal mesurée• Avancement contre courant > 2nds impossible • Perturbations induites par la lumière et l’intrusion• Système lourd

Résultats voir poster et film

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Vidéo sur Merlin: campagne Mertail ’04

Configuration• Caméra (couleur) verticale (avec laser) pour

benthos• Caméra stéréo (N/B) frontale pour poissons démersaux

BilanAvantages• Système léger • Caméra verticale efficace pour benthos

(dont langoustines)• Eclairage puissant et caméra rapide

(indispensables pour avoir des images nettes sur un engin mobile)

Limitations• Bonne visibilité (> 2 m) nécessaire pour caméra

stéréo• Pas de navigation fine, distance du fond variable Résultatsvoir film

Lasers

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Conclusions

Potentiel de la vidéo pour échantillonnage à petite échelle

– Relations espèce-habitat– Distribution/abondance– Comportement individuel

Contraintes techniques– Turbidité– Plateforme (concilier un outil léger et une

navigation fine)– Caméra (couleur pour identification)– Vidéogrammétrie/ lasers pour mesures

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Pour compléter les observations acoustiques -1

Intégrer un sondeur sur un AUV moyen porteur

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Les AUVs et l’Halieutique

• 1999 – Fernandes et Brierley, AUTOSUB-1 et sondeur EK-500, détection des bancs de hareng.

• 2001 – Brierley et al., AUTOSUB-2, observation des couches de krill sous la banquise.

• 2003 – Doolittle et Patterson, Fetch-class AUV, comptage des requins avec sonar latéral en baie de Cheasepeake.

• 2004 – Ifremer, Asterx et sondeur EK-60, détection des bancs d’anchois en Méditerranée.

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Plate-forme NAVIREContrainte:• Zone aveugle proche de la

surface• Comportement d’évitement

Plate-forme AUVPerspective:• Distance d’observation

optimisée• Faible niveau de bruit rayonné

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Plate-forme NAVIREContrainte:• Portée limite de détection• Résolution horizontale non-

optimisée• Zone d’ombre acoustique

proche du fond

Plate-forme AUVPerspective:• Distance capteur-cible

optimisée en fonction:– Portée limite– Résolution horizontale– Diminution de la zone

d’ombreN. Diner

N. Diner

Simulateur OASIS

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Plate-forme AUVPerspective:

• Stabilité • Améliorer la précision

• Zones inaccessibles

Plate-forme NAVIREContrainte:

• Influence de l’état de la mer:– Atténuation– Roulis et tangage

• Couverture spatiale

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Charge Utile d’Acoustique Halieutique pour AUV ASTERx

• 2 sondeurs ER-60: 70 et 200 kHz• Opération en mode autonome avec changement possible des

paramètres d’acquisition en cours de plongée

• Synchronisation avec les équipements acoustiques de l’AUV

Immersion AUV30 m

Echogramme navire

Surface

Fond

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Campagnes réalisées dans le cadre du Défi Golfe de Gascogne

ALLEGRO-05R.V. HeinckeMars 2005

ETAUVHALN.O. ThaliaJuin 2004

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Pour compléter les observations acoustiques -2

Tirer parti des observatoires et stations de fond

L. Bergé, R. Berric,L. Bergé, R. Berric, D. Choqueuse, N. Diner, B. Forest, D. Choqueuse, N. Diner, B. Forest, M. Peleau, L. Riou, C.Scalabrin, G. VeronM. Peleau, L. Riou, C.Scalabrin, G. Veron

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ObjectifMettre au point une instrumentation acoustique et les traitements afférents pour équiper des stations fixes dans le Golfe de Gascogne pour:

– Permettre l’observation des cycles saisonniers,– Affiner les connaissances sur le comportement

des poissons,– Apporter la continuité temporelle aux

observations ponctuelles actuellement réalisés par des navires

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Pré-étude 2003Après essais concluant quant à l’intérêt de sondeurs visant à

l’horizontal (Exacha), une étude a été réalisée: • Alimentation

– câble téléphonique– câble– flotteur de surface (MAREL)– station autonome– ...

• Transfert des données– câble– partiel par liaison acoustique (ASSEM)– stockage au fond– ...

• Multiplexage des bases

Points durs: consommation, flux de données, coût cablage

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Projet REBOUC• Contexte: demande de l’association Landes Récif relayée par G

Véron et P Prouzet• Suivi des agrégations d’espèces halieutiques aux abords d’un

récif artificiel côtier• Financement IFOP obtenu, projet de 600 K€

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Projet REBOUC

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150 mètres

100 mètres

125 mètres

125 mètres

125 mètres

Zone de Soustons – Vieux-boucau, immersion à partir du 15 août 2001 sur les emplacements 1 (au centre ) 2,3,4,6,7.d’environ 110 m3 L’emplacement N° 5 immergé en avril 2002, est constitué de 160 modules d’un m3 de fabrication spéciale

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Configuration retenue

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Station fixe proto : expérimentation de Ste Anne BrestStation fixe proto : expérimentation de Ste Anne Brest

ER60/120 kHz, encapsulé en coffretER60/120 kHz, encapsulé en coffret étanche avec:étanche avec:••2 transducteurs (+ multiplexeur): 2 transducteurs (+ multiplexeur):

7°x7° et 2.5°x10°, 7°x7° et 2.5°x10°, ••Sondage horizontalSondage horizontal••Sonde # 10 mSonde # 10 m••Liaison terre pour alimentation etLiaison terre pour alimentation et

récupération donnéesrécupération données••Fonctionnement en continu avec choix Fonctionnement en continu avec choix

manuel de l’un des transducteursmanuel de l’un des transducteurs

Manip Manip ““sous contrsous contrôôlele”” depuis Sept. 2004 pour depuis Sept. 2004 pour prprééciser portciser portéée efficace, consommatione efficace, consommationéénergnergéétique, cadence et frtique, cadence et frééquence optimalesquence optimalesde tir, de tir, ……..

Schéma installation Ste AnneSchéma installation Ste Anne

Portée attendue selon sonde et directivité:Portée attendue selon sonde et directivité:Sonde: 10 15 20 25 30Sonde: 10 15 20 25 30Téta 7°: 45 75 106 136 166Téta 7°: 45 75 106 136 166Téta 2°5: 59 98 138 177 217Téta 2°5: 59 98 138 177 217

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Station fixe Récif : expérimentation de Ste Anne Brest en 7°x7°Station fixe Récif : expérimentation de Ste Anne Brest en 7°x7°Les 06Les 06--07/10/2004 : écrans de 15 min07/10/2004 : écrans de 15 min

19h25: situation de nuit 19h25: situation de nuit échos sur poissons disperséséchos sur poissons dispersés

18h30: transition jour => nuit18h30: transition jour => nuitdislocation des bancs de poissonsdislocation des bancs de poissons

17h0017h0015h00 T.U.15h00 T.U.

Echo de surfaceEcho de surface

Bancs de poissonsBancs de poissons

Pleine mer:Pleine mer:portée # 90 mportée # 90 m

Basse mer:Basse mer:portée # 50 mportée # 50 m

Echo de surfaceEcho de surface

Analyse TS Analyse TS sursur

échos simpleséchos simples

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Blocs de batteries

Sondeur encapsulé3 transducteurs

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En conclusion

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En conclusion, le défi Golfe de Gascogne a été facteur d’impulsion pour la technologie

• Le Pagode: faisabilité démontrée, les deux premiers prototypes bientôt utilisables

• La durabilité par chloration localisée: tests globalement concluant, sera mis en œuvre sur le réseau des îles, qui devrait transmettre ses mesures en temps réel

Le Centre de données « Coriolis côtier » (OCO) sera prêt à en accueillir les données (comme celles de RECOPESCA et de la compilation « hydrologie Gascogne »)

• La station acoustique fixe: expérimentation concluante et première implantation prévue. Innovante et extensible: même dilemme que les autres observatoires fonds de mer quant au cablage,

• Les AUVs en acoustique: une amélioration de la couverture mais aussi de la qualité de l’observation

• Les méthodes visuelles: intérêt et conditions d’utilisation précisés, différentes plateformes possibles

Colloque golfe de Gascogne, Brest, 22-24 mars 2005

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Merci de votre attention

Les 21 pages du texte intégral de cette communication sont disponible sur le site du

défi Golfe de Gascogne

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