3 - Comment se fait l’acquisition des données ? 159
3.2 - Compétences techniques requises pour faire des levés
Une gamme aussi vaste de techniques exige des cartographes une compréhension de nombreuses facettes de la technologie marine, des techniques de levé et des sciences.
Des connaissances en biologie et géologie marines sont essentielles : taxinomie, composition des diverses biocénoses, matériaux benthiques, ainsi qu’une idée de l’étendue prévisible des habitats. Il faut aussi être familiarisé avec les opérations en mer, par exemple le fonctionnement d’une grosse benne et la manière de la déployer pardessus bord. Il faut aussi une certaine connaissance des techniques de télédétection couramment employées en cartographie des habitats. À titre d’exemple, il faut une compréhension minimale de la physique des échosondeurs pour juger des détails des images acoustiques qu’ils donnent.
Opérations sur le pont –
Utilisation d’un carottier-boîte
Ce chapitre expose les connaissances requises pour l’acquisition des données. Celles-ci doivent être accompagnées de registres précis sur les lieux et méthodes d’acquisition – les métadonnées. Ensuite, l’analyse des données exige des connaissances approfondies dans les domaines de l’épuration et du contrôle de qualité, de l’intégration des données et des applications d’analyse statistique.
Plusieurs aspects de l’acquisition et du traitement des données sont propres à chaque technique, alors que d’autres sont communs à certains groupes de techniques. Comme il y a une grande variété des techniques, il est raisonnable de donner autant que possible et en détail (sans submerger le lecteur), l’information nécessaire pour que chaque technique puisse être utilisée avec succès en vue de la réalisation de cartes d’habitats.
3.3 - Lignes directrices opérationnelles pour la cartographie des habitats
La plupart des techniques utilisées en cartographie des habitats ont été conçues pour d’autres genres de levé, dont la plupart ont des directives normalisées bien établies afin de fournir des données de qualité répondant aux objectifs visés. Dès le début du projet
M
ESH
, l’équipe a fait une recension des normes et protocoles existants pour la
cartographie des habitats benthiques (Coggan et al., 2007), contenue dans le document
M
ESH
Standards & Protocols 2 nd
Edition 26-2-07.pdf
. Cela a permis de se rendre compte que divers organismes et institutions utilisaient le même équipement de manière légèrement différente. Ces différences viennent en grande partie du fait que les utilisateurs ont adapté à la cartographie des habitats des techniques d’abord mises au point à d’autres fins. C’est pour cela que l’équipe du projet M
ESH
a jugé nécessaire d’élaborer des lignes directrices opérationnelles afin de décrire la meilleure utilisation de chaque technique dans un contexte de cartographie des habitats marins. Lorsque cela est
160 3 - Comment se fait l’acquisition des données ? pertinent, ces lignes directrices font référence à des directives normalisées, à des normes
ISO et à d’autres documents semblables, et contiennent des liens vers ces documents.
Les lignes directrices opérationnelles n’ont aucun caractère obligatoire, car la variété des conditions, des situations et des milieux dans lesquels les techniques de levé sont utilisées exigent une adaptation à des besoins particuliers. Elles résultent d’une expérience pratique de l’utilisation de techniques précises pour la cartographie des
habitats marins et assurent que les données nécessaires acquises pour la cartographie des habitats sont d’une qualité adéquate et sont compatibles avec des données semblables d’autres levés. Il est important d’avoir une certaine constance dans l’exploitation d’une technique. De plus, comme un grand nombre de ces techniques peuvent servir à d’autres fins que la cartographie des habitats, il est important d’indiquer comment elles doivent (ou ne doivent pas) être utilisées dans des programmes de
cartographie des habitats.
Voici les lignes directrices opérationnelles que l’on peut télécharger à partir du site Web du Guide M
ESH
(format PDF, taille en Ko) :
Nom du fichier
3D Seismic imagery ROG http://www.searchmesh.net/PDF/GMHM3_3D_seismic_imagery_ROG.pdf
AGDS ROG http://www.searchmesh.net/PDF/GMHM3_ADGS_ROG.pdf
Aerialphotography ROG http://www.searchmesh.net/PDF/GMHM3_Aerialphotography_ROG.pdf
Airborne Digital Imagery ROG http://www.searchmesh.net/PDF/GMHM3_Airborne_digital_imagery_ROG.pdf
Box Coring ROG http://www.searchmesh.net/PDF/GMHM3_Box_Coring_ROG.pdf
LIDAR ROG http://www.searchmesh.net/PDF/GMHM3_LIDAR_ROG.pdf
Satellite Imagery ROG http://www.searchmesh.net/PDF/GMHM3_Satellite_Imagery_ROG.pdf
Sidescan Sonar ROG http://www.searchmesh.net/PDF/GMHM3_Sidescan_Sonar_ROG.pdf
Single beam echo sounder ROG http://www.searchmesh.net/PDF/GMHM3_Single_beam_echo_sounder_ROG.pdf
Sediment Profile Imagery (SPI) ROG http://www.searchmesh.net/PDF/GMHM3_Sediment_Profile_Imagery_(SPI)_ROG.pdf
Sub bottom Profiling (Chirp) ROG http://www.searchmesh.net/PDF/GMHM3_Sub_bottom_Profiling_(Chirp)_ROG.pdf
Swath Bathymetry ROG http://www.searchmesh.net/PDF/GMHM3_Swath_Bathymetry_ROG.pdf
Trawls and Dredges ROG http://www.searchmesh.net/PDF/GMHM3_Trawls_and_Dredges_ROG.pdf
Video ROG http://www.searchmesh.net/PDF/GMHM3_Video_ROG.pdf
Taille
109
115
455
220
147
1302
221
372
560
8031
212
429
525
850
3 - Comment se fait l’acquisition des données ? 161
3.3.1 - Structure des lignes directrices opérationnelles et points à considérer
Les lignes directrices opérationnelles visent à décrire les modalités d’utilisation d’une technique pour la cartographie des habitats, et à signaler les problèmes qui pourraient survenir afin que des plans d’intervention appropriés soient mis au point. De plus, lorsqu’ils ne sont pas mentionnés dans les lignes directrices opérationnelles, il faut considérer s’il y a lieu les points suivants avant d’utiliser une technique :
– vérifications préalables à l’installation : alimentation électrique et espace nécessaires, exigences relatives à l’embarquement de l’équipement (vérification du poids, modes de transport, systèmes de déploiement) ;
– température de service (s’il y a lieu) ;
– protocoles de mobilisation et exigences d’entreposage à bord ;
– protocoles de test et de vérification, notamment en ce qui a trait à l’étalonnage (temps et matériel spécialisé requis pour l’étalonnage) ;
– utilisation optimale de l’équipement ;
– procédures de contrôle de qualité (manière détaillée de s’assurer que les données sont fiables et procureront les résultats voulus), énoncé de ce qu’il faut vérifier et à quelle fréquence ;
– recommandations relatives au stockage et aux sauvegardes (p. ex. réfrigération ou congélation des échantillons, nombre de copies de sauvegarde des données) ;
– espace de stockage nécessaire pour les données (p. ex. les données d’un sonar à balayage latéral occupent environ quatre fois plus d’espace que celles d’un profileur du sous-sol du fond, et trois jours de sondage multi-faisceau produisent de l’ordre d’un téra-octet de données) ;
– information de journalisation recommandée ; cette information doit également être enregistrée dans les métadonnées, mais on devrait aussi pouvoir noter des situations particulières sous forme de commentaires libres (p. ex. « bande sur bâbord de
3 degrés apparue pendant la journée, ce qui affecte les échosondeurs – faire un suivi », « câble de treuil changé ; vérifier le positionnement du cadre, qui pourrait affecter l’angle de remorquage de l’instrument dans l’eau ou de contact avec le fond ») ;
– protocoles de démobilisation : préparation de l’équipement pour l’entreposage (p. ex. décharge de composantes électriques, enlèvement des batteries, rinçage à l’eau claire) ;
– formation spécifique du personnel à l’utilisation de certaines techniques (p. ex. pilotage de véhicules téléguidés, installation de l’équipement d’imagerie des profils sédimentaires, traitement d’échantillons prélevés à la benne ou au chalut) ;
– mesures de sécurité : transport de substances dangereuses (p. ex. formol), conformité aux règlements nationaux relatifs à la santé et à la sécurité au travail, évaluation des risques.
3.3.2 - Techniques de télédétection
Les techniques de télédétection constituent des méthodes de levé très avancées.
L’utilisation d’images aériennes et satellitaires pleinement géoréférencées, dans le spectre visible ou non visible, est courante dans le domaine de la cartographie des
habitats benthiques. Ces techniques sont généralement appropriées dans les zones intertidales et les petits fonds où l’eau est suffisamment claire. Le rayonnement
162 3 - Comment se fait l’acquisition des données ?
électromagnétique est facilement absorbé par l’eau, et sa pénétration dépend de la clarté de l’eau (en général jusqu’à 10 m dans une eau claire).
Qu’elles soient aériennes ou satellitaires, ces techniques dépendent d’une exploitation spécialisée. Les lignes directrices opérationnelles décrivent en détail les sources de données et les instruments disponibles, les moyens techniques mis en œuvre et la manière de les utiliser. En général, elles ne s’attardent pas aux détails du déploiement des moyens techniques, qui tendent à déborder de la sphère de compétence des organismes de cartographie des habitats. Dans le cas des techniques aériennes et du
lidar, des levés de territoires précis sont confiés en sous-traitance. Pour ce qui est de l’imagerie satellitaire, les données sont acquises auprès d’organismes compétents qui exploitent les systèmes et se chargent des aspects techniques.
Illustration du fonctionnement d’un lidar
3.3.2.1 - Photographie aérienne
La forme la plus simple de télédétection est la photographie aérienne, qui consiste à prendre des photographies géoréférencées à partir d’un avion ou d’un hélicoptère. La photographie aérienne permet d’acquérir beaucoup de données en peu de temps, avec un taux de couverture de 100 %. Cette technique est utile pour la cartographie des zones intertidales et des zones de petit fond où l’eau est claire et laisse voir les structures du fond.
Orthophotographie aérienne des Abers, dans le nord de la Bretagne. On voit l’embouchure de la ria, avec des herbiers de Zostera, d’aspect moucheté, et un certain nombre de hauts-fonds et d’îlots rocheux entourés d’une épaisse couche de
Fucales.
3 - Comment se fait l’acquisition des données ? 163
Liens vers des documents
Aerialphotography ROG : lignes directrices opérationnelles concernant la photographie aérienne
3.3.2.2 - Imagerie numérique aéroportée
Les dispositifs électro-optiques comprennent des capteurs multispectraux et hyperspectraux à haute résolution fonctionnant dans certaines parties du spectre
électromagnétique, généralement dans le visible et le proche infrarouge (de 400 à
900 nm). Ces dispositifs exploitent les propriétés d’absorption de certaines algues et plantes vertes, ainsi que de pénétration dans la colonne d’eau. Leur avantage par rapport
à la photographie aérienne vient de ce que les diverses longueurs d’onde permettent d’obtenir des données fiables sur les types de végétation et de couverture du substrat.
Comme ils sont fixés sur un avion ou un hélicoptère, les dispositifs électro-optiques peuvent eux aussi couvrir un grand territoire en peu de temps.
Image infrarouge de la configuration de drainage d’un estuaire, prise à l’aide d’une caméra héliportée.
Liens vers des documents
Airborne Digital Imagery ROG : lignes directrices opérationnelles concernant l’imagerie numérique aéroportée
3.3.2.3 - Imagerie satellitaire
Les capteurs satellitaires couvrent très rapidement de grandes étendues. Comme ils fonctionnent dans diverses parties du spectre électromagnétique, ils ne sont utiles qu’à une faible profondeur. À cause de leur mode d’exploitation, les satellites sont rarement contrôlés par des organismes de cartographie des habitats marins. Ces organismes font des demandes de données auprès d’exploitants de satellites ou de fournisseurs d’information, et n’ont pas vraiment de contrôle sur le moment où les données sont captées, à cause des contraintes liées aux temps de passage et à la couverture nuageuse. Par contre, la couverture peut être de bonne qualité, et les images disponibles gratuitement, comme dans le cas de Google Earth.
Image Spot des abords des Abers, nord-
Finistère, par basse mer de vive-eau.
164 3 - Comment se fait l’acquisition des données ?
Liens vers des documents
Satellite Imagery ROG : lignes directrices opérationnelles concernant l’imagerie satellitaire
3.3.2.4 - Lidar
Le lidar (de l’anglais LIght Detecting And Ranging) permet de faire en peu de temps un levé bathymétrique des habitats en zone intertidale et subtidale de petit fond, et est particulière efficace dans le cas d’un littoral complexe. Des lasers aéroportés déterminent la différence de distance entre la surface et le fond de l’eau, à partir de la position et de l’altitude exactes de l’avion. Même s’il s’agit principalement d’une technique de topographie, des travaux récents ont montré que l’analyse du signal de retour donne, un peu comme la rétrodiffusion d’un échosondeur, des résultats intéressants sur la rugosité et la dureté du fond, qui peuvent servir d’intermédiaires représentant la structure et les
habitats benthiques.
Liens vers des documents
LIDAR ROG : lignes directrices opérationnelles concernant le lidar
Mapping Substrata Using LIDAR : étude de cas sur la cartographie de substrats à l’aide d’un lidar
3.3.3 - Techniques acoustiques
Les techniques acoustiques consistent en des appareils qui émettent dans la colonne d’eau de l’énergie sonore sous forme d’une suite continue d’impulsions et qui détectent l’écho qui revient. Les différences dans la force de l’écho servent à déterminer la morphologie des structures ainsi que les caractéristiques et propriétés physiques du fond de la mer. La profondeur est calculée à partir de la vitesse du son dans l’eau et du temps que met l’écho à revenir. Ces valeurs peuvent être mesurées avec une très grande
précision de sorte que, combinées à des systèmes précis de positionnement et de captage du mouvement, elles permettent de produire des cartes très précises du fond de la mer. De la même manière, à partir de la vitesse du son dans une entité stratigraphique, par exemple des sédiments de surface, on peut déterminer l’épaisseur de l’entité en question.
Schéma du mode de fonctionnement des techniques de balayage acoustique
Parmi les systèmes acoustiques, on distingue les échosondeurs monofaisceau, les systèmes acoustiques de classification automatique des natures de fonds (SACLAF), les
échosondeurs multifaisceaux, les sonars à interféromètre, les sonars à balayage latéral et les profileurs du sous-sol du fond.
3.3.3.1 - Échosondeurs monofaisceau
Les échosondeurs monofaisceau utilisent un seul transducteur émetteur-récepteur
émettant une série d’impulsions sous forme d’ondes sonores, qui insonifie une petite surface sous le navire. Le temps écoulé entre l’émission d’une impulsion et le retour de l’écho correspondant sert à calculer la profondeur de l’eau sous le navire.
Liens vers des documents
Single beam echo sounder ROG : lignes directrices opérationnelles concernant les
échosondeurs monofaisceau.
3 - Comment se fait l’acquisition des données ? 165
3.3.3.2 - Échosondeurs monofaisceau et SACLAF
Le signal reçu d’un échosondeur monofaisceau peut servir à déduire et à classifier les
habitats benthiques. Cela fonctionne de différentes manières selon les systèmes – voir les manuels d’instructions. À titre d’exemple (et en résumé) RoxAnn
MC
et ECHOplus utilisent l’écart entre le premier retour d’un signal et un second retour, plus faible, dû à la réflexion à la surface de la mer, pour décrire des caractéristiques du fond. Le modèle de répartition des points d’un graphique de l’écho 2 (E2) en fonction de l’écho 1 (E1), combiné à des levés sur le terrain, permet de classifier la nature du fond. D’autres logiciels, par exemple le système
Impact
MC
de Quester Tangents , n’utilisent que le premier écho.
Liens vers des documents
AGDS ROG : lignes directrices opérationnelles concernant les SACLAF
Optimal track spacing for AGDS : étude de cas sur l’espacement optimal des passages pour les SACLAF
Case Study Sidescan Sonar : étude de cas sur la détection et l’identification optimales des structures biogènes à l’aide d’un sonar à balayage latéral
3.3.3.3 - Échosondeurs multifaisceaux et sonars à interféromètre
Ces deux types de systèmes acoustiques à balayage font appel à des applications légèrement différentes de la technologie des ondes sonores. Les échosondeurs multifaisceaux fonctionnent essentiellement comme les échosondeurs monofaisceau, mais comportent un grand nombre de transducteurs émetteurs-récepteurs placés de manière à
émettre un éventail d’impulsions sonores de chaque côté du navire. La largeur de la fauchée résultante est souvent de sept fois la profondeur de l’eau. La force des signaux qui reviennent produit une image de rétrodiffusion, qui donne une indication de la dureté et de la rugosité du fond.
À l’heure actuelle, les échosondeurs multifaisceaux sont beaucoup employés pour des levés hydrographiques destinés à la production de cartes marines. Ils constituent également un outil important pour la cartographie des habitats, en raison de la couverture qu’ils permettent d’obtenir et de leur contribution à la détermination des caractéristiques du fond.
Pour plus de détails sur les analyses de rétrodiffusion, voir le rapport de l’atelier M
ESH
des
30 et 31 mars 2006 sur la rétrodiffusion ( Backscatter_Workshop_30-31_March_report ).
Les sonars à interféromètre émettent de l’énergie à partir d’un seul point, mais détectent le signal de retour en deux points situés l’un au-dessus de l’autre. Ces appareils mesurent continuellement la « différence de phase » du signal de retour entre ces deux points (voir la recension des normes et protocoles pour la cartographie des habitats benthiques, 2 e
édition ). De cette manière, les sonars à interféromètre ont une largeur de fauchée qui peut atteindre 15 fois la profondeur de l’eau. Les sonars à interféromètre sont généralement fixés sur la coque ou montés sur un mât au-dessus d’un côté du navire. La différence de phase du signal de retour entre les deux points de mesure sert à calculer et à cartographier la profondeur. La force du signal de retour permet de produire des images semblables à celle d’un sonar à balayage latéral (voir le paragraphe 3.3.3.4 « Sonar à balayage latéral ») mais la résolution est meilleure que celle des images de rétrodiffusion comparables produites par les sondeurs multifaisceaux. Malgré l’avantage que représente cette combinaison de mesures bathymétriques et d’imagerie à haute résolution, les sonars à interféromètre ne sont pas beaucoup utilisés, pour des raisons de complexité de traitement. Ils donnent toutefois des résultats prometteurs et leur utilisation est en croissance.
Liens vers des documents
Backscatter_Workshop_30-31_March_report : atelier des 30 et 31 mars 2006 sur la rétrodiffusion
Swath Bathymetry ROG : lignes directrices opérationnelles concernant les sondeurs multifaisceaux et les sonars à interféromètre
166 3 - Comment se fait l’acquisition des données ?
Étude de cas – Banc Hemptons Turbot
Survey Data Analysis Investigation for Hemptons Turbot Bank : étude de cas sur l’analyse des données du banc Hemptons Turbot
3.3.3.4 - Sonar à balayage latéral
Le sonar à balayage latéral se présente généralement sous forme d’un « poisson » remorqué dans l’eau derrière un navire auquel il est relié par un câble. Ce poisson émet un faisceau d’énergie qui balaie le fond perpendiculairement à la course du navire.
Comme l’appareil est remorqué à une certaine profondeur, il se trouve plus près du fond, ce qui permet d’obtenir des données plus détaillées tout en réduisant les interférences dues au navire lui-même. En eau profonde, il est nécessaire de déterminer avec précision la position du poisson remorqué, à l’aide d’un système à base ultra courte.
Liens vers des documents
Sidescan Sonar ROG : lignes directrices opérationnelles concernant le sonar à balayage latéral
Étude de cas sur le sonar à balayage latéral
Case Study Sidescan Sonar : étude de cas sur le sonar à balayage latéral
La technologie des échosondeurs est encore en pleine évolution, de même que le décodage des signaux de retour et l’analyse des cartes résultantes. Ce sont des outils extrêmement précieux pour la cartographie des habitats, car ils offrent une couverture totale et produisent des cartes donnant la profondeur de l’eau et les structures du fond, dont on peut déduire des caractéristiques de rugosité et de dureté. L’information présentée ici est fondée sur les connaissances et l’expérience actuelles, mais ce domaine est en constante évolution. Comme le domaine de l’hydrographie semble dicter les règles d’utilisation des échosondeurs et sonars de différents types, les normes acceptables pour les levés hydrographiques peuvent constituer un bon début. Mills (1998) en donne une description simple, et la recension des normes et protocoles pour la cartographie des
habitats benthiques, 2 e
édition donne plus de détails (Coggan et al. 2007).
Sidescan Sonar exploration of Littoral Oysters and Mussels : étude de cas sur l’étude des huîtres et des moules par sonar à balayage latéral
3.3.3.5 - Profileurs du sous-sol du fond
Il existe une vaste gamme de profileurs du sous-sol du fond qui, comme leur nom l’indique, sont conçus pour voir les structures géologiques et de sédimentation sous le fond de la mer. Ces appareils se sont beaucoup développés sous l’impulsion du secteur des hydrocarbures, pour la cartographie des réserves de pétrole et de gaz situées sous le fond de la mer. Selon la longueur d’onde et l’amplitude des ondes sonores émises, on les subdivise en « étinceleurs », « compresseurs d’impulsions », « émetteurs acoustiques »,
« boomers » et « canons à air ».
Les profileurs du sous-sol du fond peuvent être remorqués derrière un navire, ou encore fixés sur la coque ou sur un mât. Ils permettent de voir en ligne droite dans le sous-sol du fond, un peu comme un couteau que l’on enfonce dans un gâteau à étages. En remorquant derrière un navire une suite d’émetteurs sonores et d’hydrophones récepteurs, on peut produire des cartes en trois dimensions. Cette approche, qui s’avère extrêmement coûteuse, est plutôt réservée au secteur des hydrocarbures. Pour la
cartographie des habitats, seule l’information sur les sédiments superficiels (en général jusqu’à une profondeur ne dépassant pas 50 cm) est nécessaire, sauf si les sédiments sont très mobiles ou si l’on veut s’attarder à l’évolution historique du fond. À titre d’exemple, on peut vouloir connaître à quelle profondeur se situe l’interface entre des rides de sable et la couche basale plus stable d’argile, de vase ou de roche, afin d’avoir une indication de la fréquence (en général de l’ordre de plusieurs mois ou années) à
3 - Comment se fait l’acquisition des données ? 167 laquelle cette couche basale est exposée, ce qui entraîne un changement de matériau au fond de la mer et donc à un changement d’habitat.
Liens vers des documents
Sub bottom Profiling (Chirp) ROG : lignes directrices opérationnelles concernant le profilage du sous-sol du fond (compresseur d’impulsions)
3.3.3.6 - Imagerie sismique 3D
Liens vers des documents
3D Seismic imagery ROG : lignes directrices opérationnelles concernant l’imagerie sismique 3D
3.3.4 - Techniques de prélèvement
Les techniques de prélèvement sont essentielles dans les programmes de cartographie des habitats, car elles fournissent les données de terrain sur la composition réelle du fond. On les utilise souvent en conjonction avec des techniques de télédétection optique ou acoustique, auquel cas elles permettent de fonder la classification des habitats.
Cependant, un échantillonnage suffisamment dense du territoire à lever suffit pour définir les habitats et établir leur répartition. Des prélèvements ponctuels à intervalles réguliers constituent le fondement des programmes de surveillance qui visent à connaître les impacts de l’activité humaine et l’évolution de la composition du fond.
Les prélèvements fournissent en général deux catégories d’information : un échantillon du matériau benthique – échantillon physique –, dont on analyse la structure du point de vue géologique, et un échantillon des organismes qui vivent sur ou dans le fond de la mer –
échantillon biologique –, que l’on peut identifier et compter pour connaître le détail de la
biocénose présente en un lieu précis. En principe, les échantillons biologiques et physiques devraient résulter de prélèvements distincts, mais certains groupes ont l’habitude de prendre une partie d’un échantillon pour en faire une analyse géologique. Il ne faut pas procéder de cette manière, car il est alors impossible d’obtenir des données quantitatives, tant pour l’échantillon biologique que pour l’échantillon physique. Pour que les prélèvements biologiques donnent une information quantifiable, il faut absolument plusieurs réplicats, et donc prélever un plus grand nombre d’échantillons.
Photographie d’un échantillon prélevé à la benne d’un substrat de cailloutis (noter la règle qui donne une indication de l’échelle)
Plusieurs dispositifs sont communément employés pour les prélèvements dans le fond de la mer. Chacun est conçu pour fournir un certain type d’échantillon d’un type donné de terrain. Les bennes et les carottiers sont souvent utilisés pour prélever des échantillons tant physiques que biologiques dans des sédiments meubles, non consolidés, alors que les chaluts et les dragues ne donnent que des échantillons biologiques.
Les bennes souvent utilisées sont les bennes Shipek, Hamon, Van Veen et Day.
Plusieurs types de carottiers peuvent également servir à faire des prélèvements. Chacun
168 3 - Comment se fait l’acquisition des données ? a ses avantages et ses inconvénients selon le matériau benthique, le type d’échantillon requis et son volume. La taille de l’instrument de prélèvement détermine celle du navire sur lequel il sera déployé (ou vice versa) et le nombre de personnes qu’il faut pour le manipuler. Pour faire une analyse granulométrique représentative, il faut un plus gros volume de sédiments graveleux que de vase.
Un critère important de choix du dispositif de prélèvement est le type d’échantillon voulu :
échantillon physique, endofaune (animaux qui vivent enfouis dans le substrat) ou épifaune
(animaux qui vivent sur le substrat). Une connaissance préalable ou une intuition du matériau benthique est également un critère.
Les chaluts et les dragues sont à éviter
sur des habitats fragiles qui pourraient être gravement endommagés.
Le prélèvement à la benne donne des échantillons du fond qui sont perturbés. Pour prélever un échantillon non perturbé, il faut utiliser un dispositif de carottage. Les carottes donnent de l’information sur la variation du matériau sous le niveau du fond et à propos de la profondeur de l’activité biologique. Parmi les dispositifs de carottage, mentionnons les carottiers-boîtes, les méga-carottiers, les carottiers à gravité et les vibro-carottiers. La profondeur de pénétration dépend du type d’équipement et de la nature du matériau benthique.
3.3.4.1 - Prélèvement à la benne
La recension des normes et protocoles pour la cartographie des habitats benthiques, 2 e
édition passe en revue tous les outils de prélèvement à la benne communément utilisés, ainsi que la façon de s’en servir. En raison de leur utilisation dans plusieurs contextes, il est difficile de définir des lignes directrices opérationnelles universelles. Il vaut mieux donc consulter cette recension, dans laquelle on aborde les aspects suivants :
– les types de sédiment à prélever ;
– le temps et les ressources disponibles pour le prélèvement et le traitement des
échantillons ;
– les méthodes employées au cours de levés précédents, de la même zone ou de zones voisines, que l’on souhaite intégrer ;
– l’utilisation prévue des données acquises.
Les prélèvements à la benne peuvent donner des échantillons quantitatifs de la faune benthique.
Liens vers des documents
Case Study Outer Bristol Channel : étude de cas sur les habitats marins de la partie ouest du chenal de Bristol
Macrofaunal assemblages and their sedimentary habitats: Working toward a better understanding : étude de cas sur les assemblages macrofauniques et leurs habitats sédimentaires
3 - Comment se fait l’acquisition des données ? 169
3.3.4.2 - Carottiers-boîtes
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Box Coring ROG : lignes directrices opérationnelles concernant les carottiers-boîtes
3.3.4.3 - Chaluts et dragues
Liens vers des documents
Trawls and Dredges ROG : lignes directrices opérationnelles concernant les chaluts et les dragues
3.3.4.4 - Échantillonnage en zone intertidale
Le levé de zones intertidales – souvent des plages et des estuaires – se fait généralement
à pied. L’opérateur de terrain est muni d’un GPS mobile, d’un carnet de notes, ou encore d’une base de données numérique et de clés de référence enregistrées dans un appareil portable. L’opérateur marche généralement suivant un cheminement prédéfini, en prenant note des types de sédiment et des espèces observées. Il peut prélever des échantillons et prendre des photos à des fins d’évaluation subjective ou objective. L’étude de cas sur l’archipel de Glénan illustre l’intégration de méthodes de levé en zone intertidale. Le levé
à pied constitue souvent la composante de terrain qui complète le levé effectué par télédétection (voir sous-section 3.3.2 « Techniques de télédétection »).
Plage de cailloutis et de gravier (en baie de
Galway, en Irlande) à marée basse, typique d’une zone intertidale qui se prête à un levé à pied
3.3.4.5 - Échantillonnage par des plongeurs en domaine subtidal
Les levés en plongée avec un scaphandre autonome se font de nombreuses manières, généralement à des profondeurs comprises entre 5 et 30 m. À plus de 30 m de profondeur, il devient nécessaire de respecter des paliers de décompression, ce qui accroît les exigences des opérations de plongée en matière de santé et sécurité. Quelle que soit la profondeur, toute obligation de décompression de 20 minutes ou plus exige la présence d’une chambre de décompression sur place. Dans les eaux du Royaume-Uni et de l’Irlande, les plongeurs doivent détenir un certificat de qualification en plongée émis par la UK Health and Safety Executive (HSE) ou un niveau avancé de qualification en plongée récréative pour la plongée scientifique, par exemple le certificat de qualification avancée du British Sub-Aqua Club (BS-AC), équivalent du CMAS Three Star Diver .
Les levés en plongée peuvent se faire de plusieurs façons, par exemple des décomptes quantitatifs par quadrat d’espèces cibles à intervalles réguliers le long d’un cheminement, ou en notant de manière qualitative la présence d’espèces le long d’un cheminement, et
170 3 - Comment se fait l’acquisition des données ? en suivant la frontière entre deux habitats – par exemple le plongeur longe le bord d’un herbier de zostères (Zostera) en entraînant une bouée de surface qui indique au navire la position voulue. Les plongeurs peuvent prélever des carottes de sédiments, dresser des listes détaillées d’espèces et faire des photographies et bandes vidéos qualitatives et quantitatives.
Gros plan d’une anémone photographiée par un plongeur
Étant donné la vaste gamme d’applications de la plongée en scaphandre autonome pour la cartographie des habitats, ainsi que les différentes réglementations qui régissent cette activité à des fins scientifiques et commerciales, aucune méthode précise n’est recommandée. La recension des normes et protocoles pour la cartographie des habitats benthiques, 2 e
édition (Coggan et al., 2007) contient des descriptions de levés, le site
Web de la HSE décrit les qualifications et la formation nécessaires, et la page Web de la
U.S. National Oceanic and Atmospheric Administrations sur la plongée donne des conseils supplémentaires.
3.3.5 - Traitement des échantillons et mesures géotechniques
L’analyse géologique des sédiments révèle beaucoup de choses sur la nature du fond de la mer. Une simple description peut suffire à faire correspondre un échantillon à une
classe d’une typologie comme celle d’E
UNIS
(p. ex. « sable vaseux circalittoral » ou
« sédiments mixtes circalittoraux »). On obtient une description plus détaillée en analysant la taille et la proportion relative des grains d’un échantillon, la forme de ces grains, la compacité du sédiment, la grandeur des espaces entre grains, sans oublier évidemment le type de matériau – métamorphique, sédimentaire, biogène –, son origine et son âge.
Toutes ces données révèlent non seulement l’histoire d’une zone du fond marin, mais aussi les liens entre différentes zones. Pour plus d’information voir le site Web de la
Société géologique de Londres .
Mesures géotechniques
Les normes et protocoles des diverses mesures et observations géotechniques sont clairement définis dans la partie de la recension des normes et protocoles pour la
cartographie des habitats benthiques, 2 e
édition (Coggan et al., 2007) qui porte sur les mesures géotechniques. Il est fortement conseillé de suivre le plus possible les lignes directrices définies et publiées par les organismes nationaux de normalisation, par exemple British Standards Online , l’ Organisation internationale de normalisation (ISO) ou l’ American Society for Testing and Materials . Leurs normes et protocoles d’exploitation peuvent être achetés en ligne et téléchargés. Il est conseillé d’évaluer ces lignes directrices afin de déterminer celles qui sont les mieux adaptées à un programme de
cartographie donné.
Pour plus de détails sur les normes géotechniques reconnues, voir le site Web cité cidessous.
