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, 19 le cas d'une onde plane, cela donne un ratio de : r d B = 10 * log 10 (I/I 0 ) =, ICES Journal of Marine Science, vol.53, issue.2, pp.203-208, 1996.
, Avec I 0 l'intensité de référence, correspondante, en acoustique sous-marine, à une
, On appelle l'énergie retournant à la source l'énergie rétro-diffusée, ou énergie de l'écho. On appelle "cible" n'importe quel objet présentant une impédance acoustique différente de celle du milieu environnant. Plus la différence d'impédance entre la cible et le milieu est importante, plus la réflexion est forte. L'impédance dépend de la densité de l'objet traversé, ainsi les matériaux plus denses (roche, acier
, intensité émise (transmise par le transducteur, I 1 ) et celle réfléchie par une ou plusieurs cibles (I 2 ) qui est mesurée par les outils acoustiques
, Fonctionnement d'un sondeur Un sondeur est un dispositif acoustique actif, constitué d'un émetteur et d'un récepteur relié à un transducteur (par opposition à un système passif, qui ne contient pas d'émetteur). L'émetteur envoie une courte impulsion électrique, qui sera transmise sous forme d'impulsion sonore
, L'écho de cette impulsion par une cible est capté par le transducteur qui effectue l'opération inverse et transmet l'écho sous forme d'impulsion
, Le temps écoulé entre l'émission et la réception permet d'obtenir sa distance au transducteur (selon la formule R = c * t /2, où t est la durée entre l'émission et la réception de l'écho)
, écho va renseigner sur la réflectivité de la où des cibles rencontrées. L'ensemble onde émise, onde reçue est appelé "ping", l'intervalle entre les pings, 1. Le transducteur convertit l'énergie électrique en énergie acoustique et inversement. C'est le principal élément d'un sondeur
, , vol.10, p.26
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.19
, Cluster 1 between 10 and 20 m : 67.85 %
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.56
, Cluster 1 between 10 and 20 m : 26.04 % 27/05/2016, from 05:29 to, vol.09, p.30
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.17
, Cluster 1 between 10 and 20 m : 52.33 %, vol.10, p.0
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.45
, Cluster 1 between 10 and 20 m : 27.37 % (d)
, 2 -Spectre médian des cellules d'écho-intégration attribuées au groupe 1 entre 10 et 20 m (couche de type "petits siphonophores") et ses percentiles 10% et 90%, sur les parcours de jour, ainsi que profondeur médiane de toutes les cellules
, , vol.19, p.32
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.62
, Cluster 1 between 10 and 20 m : 8.73 % depth, p.19
, Cluster 1 between 10 and 20 m : 68.39 % depth, p.62
, 3 -Spectre médian des cellules d'écho-intégration attribuées au groupe 1 entre 10 et 20 m (couche de type "petits siphonophores") et ses percentiles 10% et 90%, sur les parcours de jour, ainsi que profondeur médiane de toutes les cellules
, , vol.8, p.0
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.76
, Cluster 1 coverage between 10 and 20 m : 2.08 % 11/05/2016, vol.20, p.14
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.38
, Cluster 1 coverage between 10 and 20 m : 3.59 % 12/05/2016, vol.20, p.59
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.32
, Cluster 1 coverage between 10 and 20 m : 12.5 % (c) 14/05/2016, vol.20, p.37
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.85
, Spectre médian des cellules d'écho-intégration attribuées au groupe 1 entre 10 et 20 m (couche de type "petits siphonophores") et ses percentiles 10% et 90%, sur les parcours de nuit, ainsi que profondeur médiane de toutes les cellules, et pourcentage de cellules attribués à ce groupe sur toute les cellule entre 10 et 20 m du parcours
, , vol.01, p.35
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.31
, Cluster 1 coverage between 10 and 20 m : 27.73 % 17/05/2016 from, vol.22, p.59
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.21
, Cluster 1 coverage between 10 and 20 m : 74.67 % 18/05/2016, vol.23, p.57
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.16
, Cluster 1 coverage between 10 and 20 m, vol.01, p.58
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster, vol.1
, Cluster 1 coverage between 10 and 20 m : 53.23 % (d)
, FIGURE D.5 -Spectre médian des cellules d'écho-intégration attribuées au groupe 1 entre 10 et 20 m (couche de type "petits siphonophores") et ses percentiles 10% et 90%, sur les parcours de nuit, ainsi que profondeur médiane de toutes les cellules, et pourcentage de cellules attribués à ce groupe sur toute les cellule entre 10 et 20 m du parcours
, , vol.21, p.12
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.92
, Cluster 1 coverage between 10 and 20 m
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.46
, Cluster 1 coverage between 10 and 20 m : 59.86 % 25/05/2016 from, vol.20, p.57
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.83
, Cluster 1 coverage between 10 and 20 m : 0.35 % 29/05/2016
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.38
, Cluster 1 coverage between 10 and 20 m : 87.57 % (d)
, Spectre médian des cellules d'écho-intégration attribuées au groupe 1 entre 10 et 20 m (couche de type "petits siphonophores") et ses percentiles 10% et 90%, sur les parcours de nuit, ainsi que profondeur médiane de toutes les cellules, et pourcentage de cellules attribués à ce groupe sur toute les cellule entre 10 et 20 m du parcours
,
, Frequency (kHz)
, Sv (dB) Cluster 1 median depth, p.55
, Cluster 1 coverage between 10 and 20 m : 10.33 % (c)
, Spectre médian des cellules d'écho-intégration attribuées au groupe 1 entre 10 et 20 m (couche de type "petits siphonophores") et ses percentiles 10% et 90%, sur les parcours de nuit, ainsi que profondeur médiane de toutes les cellules, et pourcentage de cellules attribués à ce groupe sur toute les cellule entre 10 et 20 m du parcours
, Liste des figures
, Échogramme à 70kHz représentant la colonne d'eau, chaque pixel de l'image correspondant à un échantillon acoustique. Le fond est représenté par la ligne rouge sombre en bas de la Figure
, Retro-diffusion d'une petite cible par rapport à la longueur d'onde, l'écho se propage dans toutes les directions autour de la cible, 2005.
, Rétro-diffusion d'une grande cible par rapport à longueur d'onde, l'écho correspond à la réflexion de l'onde incidente par la surface de la cible, d'après Simmonds and MacLennan (2005)
, TS) d'une bulle d'air de 0.6 mm de diamètre à pression ambiante en fonction de l'indice ka, avec a le rayon d'une sphère d'un volume équivalent à celui de la cible et k le nombre d'onde : k = 2? * f /c, d'après le modèle de bulle gazeuse décrit par, Target Strength, 2002.
, Elastic Shell" et les calamars, copépodes, méduses, euphausiacés et nectophores des siphonophores ("siphonophore bract", organites de propulsion des siphonophores physonectes) sont des réflecteurs "Fluid Like, Réponse acoustique théorique des grandes catégories de réflecteurs en fonction de la fréquence, 2007.
, Euphausiacée (Zooscan, PELGAS 2016), (c) siphonophore calycophore (ZooCAM, PELGAS 2016), (d) juvénile de lançon (Munk and Nielsen, 2005), Exemple d'organismes Fluid Like (FL) : (a) copépode (Zooscan, PELGAS 2016), (b)
, Exemples d'organismes Elastic Shell (ES) : gastéropodes thécosomes
, PELGAS 2016), p.15
,
, FL) : (a) partie supérieure de siphonophore physonecte (Zooscan, PELGAS 2016), (b) poisson mésopélagique (Maurolicus muelleri, loupe binoculaire, PELGAS 2016), Exemple d'organismes Gas Bearing, p.17
, Structure en taille des communautés planctoniques et nectoniques, d'après Sieburth et, 1978.
, Ligne pleine : radiale échantillonnée à 10 noeuds, points rouges : stations fixes hydrobiologiques, lignes grises légères : isobathes 100, vol.300, 2018.
, 3 de l'annexe) attribuée aux couches diffusantes de surface par échotypage sur le réseau PELGAS, ainsi que position des échantillonnages de micronecton/macroplancton. Carré orange de la Figure (a), et Figure (b) : position des différentes plongées de l'EROC dans la zone d'étude, ainsi que positions des échantillonnages de micronecton/macrozooplancton et de la station hydro-biologique, Répartition de la densité acoustique (NASC, Nautical Area Scattering Coefficient, indice de réflexion surfacique
, Profondeur d'immersion de l'EROC en fonction du temps, p.39
, en décibel) et de la correction de Sa (indice de réflexion surfacique, en m 2 .m ?2 ) du sondeur de l'EROC avec la profondeur, pour une durée d'impulsion de 128 µs
, et 333 kHz de la zone d'étude, Echogrammes à 18, vol.38, p.45
, Panneau du haut : échogramme moyen (moyenne en échelle naturelle de toute les fréquences) combinant la réponse acoustique de toutes les fréquences des sondeurs de coque de la Thalassa et représentant les 3 séquences d'échantillonnages. Panneau du bas : appartenance des cellules d'écho-intégration aux groupes définis par l, vol.46
, Réponse fréquentielle médiane et quantiles 25% et 75% de chaque groupe de l'ACM-KM
, En haut à gauche : échogramme du sondeur échogramme du sondeur de coque pour la séquence 1, en bleu : borne supérieure et inférieure de la zone échantillonnée par le sondeur de l'EROC. En haut à droite : densités acoustiques mesurées par le sondeur de coque entre les bornes échantillonnées par l'EROC. En bas à gauche : densités acoustiques mesurées par l'EROC. En bas à droite : différence entre les densités acoustiques mesurées par l'EROC et Thalassa, Séquence 1, comparaison des densités acoustiques mesurées par les sondeurs 70kHz de Thalassa et de l'EROC
, En haut à gauche : échogramme du sondeur échogramme du sondeur de coque pour la séquence 2, en bleu : borne supérieure et inférieure de la zone échantillonnée par le sondeur de l'EROC. En haut à droite : densités acoustiques mesurées par le sondeur de coque entre les bornes échantillonnées par l'EROC. En bas à gauche : densités acoustiques mesurées par l'EROC. En bas à droite : différence entre les densités acoustiques mesurées par l'EROC et Thalassa, LISTE DES FIGURES 2.9 Séquence 2, comparaison des densités acoustiques mesurées par les sondeurs 70kHz de Thalassa et de l'EROC
, En haut à gauche : échogramme du sondeur échogramme du sondeur de coque pour la séquence 3, en bleu : borne supérieure et inférieure de la zone échantillonnée par le sondeur de l'EROC. En haut à droite : densités acoustiques mesurées par le sondeur de coque entre les bornes échantillonnées par l'EROC. En bas à gauche : densités acoustiques mesurées par l'EROC. En bas à droite : différence entre les densités acoustiques mesurées par l'EROC et Thalassa, Séquence 3, comparaison des densités acoustiques mesurées par les sondeurs 70kHz de Thalassa et de l'EROC, p.49
, Sv) mesurées par le sondeur de coque (Hull) et le sondeur de l'EROC, Figure (a) et (b) pour la séquence 1, (c) et (d) pour la séquence 2 et (e) et (f) pour la séquence séquence 3, Histogrammes des intensités acoustiques, p.51
, Histogrammes des indices de cibles (TS) mesurés pour la séquence 2 (a) (64 détections) et séquence 3 (b) (147 détections)
, Study area in the north-western Bay of Biscay
, The vertical black line separate data collected on May, 27 t h and 28 t h . Blue and red horizontal lines represent the boundaries sampled surface and deep layers, Pulse compressed S v echograms recorded during net tows
, Coloured areas : confidence intervals between 5 t h and 95 t h percentiles of uncertainty analysis. Measured Sv(f) (red or blue lines) and predicted Sv(f) (black line) frequency spectra are represented in the right column, (figures (b) for surface layer,(d) for deep layer), EM clustering results for (a) the surface layer and (b) the deep layer. Upper panels : echo-integration cells belongings to cluster ; left of black line : data collected on May, 27 t h , right of black line : data collected on May, 28 t h . Middle panel : net trajectories (black lines) throughout clusters, vol.38
, Position des deux zones d'échantillonnages dans le golfe de Gascogne, p.93
, 38 kHz) et large bande après compression d'impulsion (autres fréquences) enregistrés pendant les échantillonnages biologiques de nuit dans la zone 1. La ligne verticale noire sépare les données collectées le 27 et 28 mai. Les lignes horizontales bleu foncé représentent les limites de la couche de surface de nuit, Echogrammes Sv bande étroite
, 38 kHz) et large bande après compression d'impulsion (autres fréquences) enregistrés pendant les échantillonnages biologiques de jour (a) et de nuit (b) dans la zone 2. Les lignes horizontales bleu claire, rouge et bleu foncé représentent les limites des couches de surface de jour, de fond de jour et de surface de nuit, Echogrammes Sv bande étroite
, Résultats de la segmentation Expectation Maximisation (EM) pour la couche de surface de nuit de la zone 1. Panneau du haut : répartition des cellules d'écho-intégration entre les groupes ; la ligne noire sépare les données collectées le 27 mai (à gauche) des données collectées le 28 (à droite), p.99
, Panneau du bas : comparaison de la réponse acoustique (S v ( f )) mesurée pour cette couche avec le S v ( f ) médian de chaque groupe
, Panneau du bas : comparaison de la réponse acoustique (S v ( f )) mesurée pour cette couche avec le S v ( f ) médian de chaque groupe
,
, FM) utilisées dans ce chapitre, ainsi que position des zones d'échantillonnages détaillé dans le chapitre 3. Points bleus : données collectées de nuit, points rouges : données collectées de jour
, Résultats de la segmentation non supervisée des échogrammes de la zone 1 de jour : (a) appartenance des cellules d'écho-intégration aux groupes (clusters). La ligne noire sépare les données collectées le 27 mai (à gauche) des données collectées le 28 (à droite), (b) réponse fréquentielle médiane des différents groupes
, Résultats de la segmentation non supervisée des échogrammes de la zone 1 de nuit : (a) appartenance des cellules d'écho-intégration aux groupes (clusters). La ligne noire sépare les données collectées le 27 mai (à gauche) des données collectées le 28 (à droite), (b) réponse fréquentielle médiane des différents groupes
, Comparaison de la réponse acoustique médiane des groupes 1 du jeu de donnée de jour (cercles et lignes rouges) et de nuit (cercles et lignes bleus) et de leurs percentiles 10% et 90% respectifs (lignes rouges et bleues pour les données de jour et de nuit, respectivement)
, Prédiction par analyse discriminante quadratique de la probabilité d'appartenance de chaque cellule d'écho-intégration sur les parcours de jour aux groupes obtenus par segmentation non supervisée (cf. Figure 4.3). Le groupe rouge correspond à la couche de type "petits siphonophores, p.128
, Prédiction par analyse discriminante quadratique de la probabilité d'appartenance de chaque cellule d'écho-intégration sur les parcours de jour aux groupes obtenus par segmentation non supervisée (cf. Figure 4.3). Le groupe rouge correspond à la couche de type "petits siphonophores, p.129
, Prédiction par analyse discriminante quadratique de la probabilité d'appartenance de chaque cellule d'écho-intégration sur les parcours de nuit aux groupes obtenus par segmentation non supervisée (cf. Figure 4.4). Le groupe rouge correspond à la couche de type "petits siphonophores, p.130
, Prédiction par analyse discriminante quadratique de la probabilité d'appartenance de chaque cellule d'écho-intégration sur les parcours de nuit aux groupes obtenus par segmentation non supervisée (cf. Figure 4.4)
, 11 Prédiction par analyse discriminante quadratique de la probabilité d'appartenance de chaque cellule d'écho-intégration sur les parcours de nuit aux groupes obtenus par segmentation non supervisée (cf. Figure 4.4). Le groupe rouge correspond à la couche de type "petits siphonophores, p.133
, Profondeur de la couche de mélange (Mixed Layer Depth, MLD), calculée à partir des données des bathysondes du réseau PELGAS 2016, et des positions des parcours acoustiques large bande de jour et de nuit
, Nautical Area Scattering Coefficient, indice de réflexion surfacique, voir paragraphe A.3.3 de l'annexe) attribuée à la couche de surface de petits siphonophores, de jour (a) et de nuit (b)
, Prédiction des densités de siphonophore de jour (a) et de nuit (b) entre 10 et 20 m, à partir des données acoustiques collectées lors de la campagne PEL-GAS 2016. Carré violet : Filet WP2 ayant échantillonnée un/des pneumatophores de petits siphonophores, Carré vert : Filet WP2 sans pneumatophores, p.137
, Densité de ptéropodes échantillonnées en surface à l'aide du dispositif CUFES, p.138, 2018.
, Propagation unidirectionnelle d'une onde acoustique sinusoïdale, schémas d'après Simmonds and MacLennan (2005)
, Diagramme de directivité du faisceau acoustique d'un sondeur halieutique, d'après Diner and Marchand (1995)
, PELGAS 2014) à 120kHz représentant la colonne d'eau, chaque pixel de l'image correspondant à un échantillon acoustique. On observe, le fond et la zone aveugle du sondeur, représentés par la ligne rouge sombre respectivement en haut et en bas de la figure, On observe de plus des bancs de poissons, de densités variables
,
, Retro-diffusion d'une petite cible par rapport à ?, l'écho se propage dans toutes les directions autour de la cible, 2005.
, Retro-diffusion d'une grande cible par rapport à ?. L'écho correspond à la réflexion de l'onde incidente par la surface de la cible, d'après Simmonds and MacLennan (2005)
, 6 mm de diamètre à pression ambiante en fonction de l'indice ka, avec a le rayon d'une sphère d'un volume équivalent à celui de la cible et k le nombre d'onde : k = 2? * f /c d'après le modèle de bulle gazeuse décrit par, A.6 Target Strength (TS) d'une bulles d'air de 0, p.187, 2002.
,
, TS) d'une sphère de carbure de tungstène avec 6% de cobalt de 38.1mm de diamètre utilisé classiquement pour la calibration d'échosondeur
, 8 (a) Impulsion en bande étroite, (b) impulsion en large bande modulée entre les fréquences f1 et f2
, A.9 Impulsion en Fast Ramping (haut) et en Slow Ramping (bas). D'après Demer et, 2017.
, Noise measurements (volume backscattering in decibel, color key) performed with the echosounders in passive mode during the PELGAS2017 survey. x-axis : acoustic frequency (kHz), y-axis : range from transducer (m), p.194
, Images of main scatterers in the samples taken with (a), (b) and (c) : zoo-CAM ; (d) and (e) : Zooscan ; (f), (g) and (h) : binocular microscope, p.196
, Temperature (a), salinity (b), fluorescence (c) and turbidity (d) profiles. Each dashed line represent one profile, the solid lines represent the mean profile for daytime (red) and night time (blue)
, salinity (b), fluorescence (c) and turbidity (d) profiles. Each dashed line represent one profile, the solid lines represent the mean profile for daytime (red) and night time (blue)
, de jour (a) et de nuit (b)
, Spectre médian des cellules d'écho-intégration attribuées au groupe 1 entre 10 et 20 m (couche de type "petits siphonophores") et ses percentiles 10%
, Cadences de tir de l'EROC et des sondeurs de la Thalassa ainsi que leurs éloignements moyen en fonction de la séquence d'échantillonnage, p.37
, 41 2.3 Volume échantillonné (V 0 ) par le faisceau acoustique du sondeur 70 kHz de l'EROC et celui de la Thalassa, en fonction de l'éloignement au sondeur de l'EROC lorsque celui-ci est stabilisé à 20m de profondeur. Les volumes sont calculés à partir des résultats d'une écho-intégration de deux pings sur l'axe horizontal et d'un mètre sur l'axe vertical, Caractéristiques des filets utilisés pour l'échantillonnage biologique
, tracking") de la réponse acoustique de cibles individuelles (Target Strength, TS)
, Densités et taille moyennes des différents organismes échantillonnées en fonction de la profondeur
, Variance de la répartition des valeurs de S v (intensité acoustique), ainsi que leurs intervalles de confiance à 5% et 95%, de l'EROC et du sondeur de coque de la Thalassa en fonction de la séquence d'échantillonnage, p.50
,
, 2 Characteristics of the nets used for biological sampling, p.66
, Scattering model parameters used for Fluid-Like organisms, p.68
, Scattering model parameters used for Gas Bearing organisms, p.69
, Statistical distributions for the model parameters used in the uncertainty analysis. µ : mean, STD : standard deviation, 5% and 95% quantiles of the distribution : Confidence
, Composition and length of each layer main scatterers
, Densités et longueurs des principaux réflecteurs, pour chaque zone et profondeur de couche
, Les émissions étant séquentielles, l'intervalle entre deux émissions du même sondeur correspond à six fois cette cadence de tir
,
, Matrice de confusion de l'analyse quadratique discriminante (QDA) appliquée au jeu de données d'apprentissage de jour
, Matrice de confusion de l'analyse quadratique discriminante (QDA) appliquée au jeu de données d'apprentissage de nuit
, The multinet open each of its nets at a specified depth, presented in net depth interval. Only the multinet nets sampling in a sampled layer are presented in this table, Depth and time of the net tows