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Validation d'un nouvel outil permettant d'améliorer la cartographie des fonds marins par sonar

La gestion durable des ressources marines, sur lesquelles pèsent le changement climatique et les activités humaines, nécessite de recueillir de manière rapide et à moindre coût des données de haute résolution sur les fonds marins. De nouvelles recherches ont permis d'étudier avec quelle efficacité les sonars multifaisceaux peuvent être utilisés pour atteindre cet objectif, en examinant les mesures de macrophytes (algues) provenant du monde entier.
Validation d'un nouvel outil permettant d'améliorer la cartographie des fonds marins par sonar
Toutes les plantes aquatiques assez grandes pour être visibles à l'œil nu, comme les algues et le varech, sont appelées macrophytes. Elles stabilisent les habitats environnants, maintiennent la biodiversité et sont utilisés dans les industries chimique, pharmaceutique et alimentaire. Les macrophytes sont toutefois extrêmement sensibles aux changements environnementaux. Dans l'Arctique, où le changement climatique est le plus facilement visible, les macrophytes sont des indicateurs importants de la santé des habitats et de la fonte des glaciers.

Les scientifiques utilisent des sonars pour cartographier les populations de macrophytes. Le projet financé par l'UE AIM-HI («Acoustic imaging of macrophytes and habitat investigation») vise à étudier les performances d'une technologie émergente: les écho-sondeurs multifaisceaux (ESMF). L'outil analyse les échos acoustiques des fonds marins et de la végétation qui les recouvre, en étudiant de larges zones éloignées du navire de l'étude.

Par rapport aux anciens sondeurs à faisceau unique, les ESMF présentent l'avantage de pouvoir étudier des zones plus grandes des fonds marins à des vitesses plus élevées. C'est important dans les zones écologiquement sensibles ainsi que dans les régions éloignées et difficiles sur le plan physique. Les chercheurs ont voulu déterminer la meilleure façon de traiter les grands ensembles de données des écho-sondeurs multifaisceaux, évaluer la précision des résultats et les écarts entre les différents types d'outils de ESMF. Pour répondre à leurs questions, ils ont utilisé des ensembles de données sur des macrophytes arctiques de Kongsfjord (Svalbard) et des macrophytes tempérées de Colombie-Britannique et des côtes européennes, avec des images fixes et des échantillons biologiques.

L'équipe du projet AIM-HI a constaté que selon le sonar utilisé, jusqu'à 30 % des mesures des ESMF dans les faisceaux du centre peuvent être perdues ou affectées par le bruit. Toutefois, cela peut facilement être corrigé en faisant la moyenne de plusieurs mesures, profitant ainsi de la vitesse d'imagerie plus élevée des ESMF. Par ailleurs, les ESMF peuvent fournir des «extraits» des retours acoustiques le long de l'ensemble de la colonne d'eau, ce qui permet une meilleure caractérisation de la couverture de macrophytes et des substrats des fonds marins.

En termes de fiabilité, les ESMF ont une portée plus grande que les sondeurs à faisceau unique. Il y a cependant une «zone noire» sur une plage intermédiaire d'angles sur laquelle les retours acoustiques des macrophytes disparaissent.

Ces recherches ont permis d'identifier une méthode de traitement commune qui peut s'appliquer quels que soient la profondeur ou l'environnement et s'adapter à différents types de sonars. Les résultats ont déjà été partagés avec les principaux fabricants de sonars. La technologie des ESMF devrait également être utile aux instituts nationaux de marine, aux organisations environnementales et à l'industrie des macrophytes en général.

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