3 - Comment se fait l’acquisition des données ? 171
Liens vers des documents
Reference to Geotechnical Measurements and Standards : normes et mesures géotechniques
3.3.6 - Techniques d’imagerie sous-marine
Les techniques d’imagerie sous-marine comprennent la photographie et la vidéo sousmarines. Les appareils photographiques et caméras vidéo peuvent être montés sur un bâti vertical, un traîneau ou un véhicule téléguidé. Ces techniques font maintenant partie intégrante des levés benthiques et des programmes de cartographie des habitats, en particulier pour les campagnes de terrain complétant des levés acoustiques. Les traîneaux sont remorqués à l’arrière d’un navire et les caméras sur bâti vertical immergées sur le côté du navire pendant que celui-ci dérive ou avance très lentement (à moins de 1 nœud). Les véhicules téléguidés sont mis à l’eau sur le côté du navire pendant que celui-ci est à l’ancre ou reste à une position fixe à l’aide d’un système dynamique de navigation et de positionnement. De nombreux documents ont été publiés
à propos de l’utilisation d’appareils photographiques et de caméras vidéo pour la
cartographie des habitats. Voir à ce sujet la recension des normes et protocoles pour la
cartographie des habitats benthiques, 2 e
édition (Coggan et al., 2007), le rapport du groupe de travail sur la vidéo (White et al., 2007) et le fichier Video ROG des lignes directrices opérationnelles concernant la vidéo.
Photographie numérique prise à partir d’un véhicule téléguidé Sea Tiger.
Liens vers des documents
Video ROG : lignes directrices opérationnelles concernant la vidéo
Video Working Group Report : rapport du groupe de travail sur la vidéo
3.4 - Utilisation d’une combinaison de techniques
La plupart des levés destinés à la cartographie des habitats font appel à une combinaison de plusieurs techniques qui fournissent des données complémentaires sur un même territoire. Ces techniques sont utilisables simultanément, comme le profilage du sous-sol du fond et l’échosondage acoustique, ou l’une après l’autre comme le prélèvement à la benne et le remorquage d’une caméra vidéo. D’autres techniques complémentaires peuvent être employées à des moments très espacés dans le temps, par exemple la photographie aérienne d’un littoral et le levé à pied de ce même littoral.
Les besoins qui justifient le recours à une combinaison de techniques sont de nature variée : obtenir des données qui mesurent différentes variables d’une même zone, afin de mieux distinguer les habitats et d’obtenir de meilleures cartes ; compléter par une campagne de terrain les données de télédétection ; obtenir des données ciblées et détaillées sur une petite zone du territoire levé, afin d’étudier des aspects ou des activités spécifiques, ou de permettre une extrapolation à d’autres zones. À titre d’exemple de ce
172 3 - Comment se fait l’acquisition des données ? dernier cas, on peut étudier les variations de répartition sur divers échelons, avec des réplicats à l’échelon local (dizaines de mètres) et régional (milliers de mètres). D’autre part, une combinaison de techniques peut résulter d’une collaboration entre divers groupes, p. ex. utiliser un magnétomètre en même temps que des échosondeurs pour obtenir des données géophysiques dans le cadre d’une campagne conjointe d’études géologiques et de cartographie des habitats.
Il faut prendre en considération les interférences possibles entre techniques de levé. Des interférences directes entre les ondes sonores émises par deux systèmes acoustiques peuvent créer du bruit ou des vides dans les données. D’autres interférences sont dues à une mauvaise utilisation d’un instrument, qui fait en sorte par exemple que les ondes sonores rebondissent sur la coque du navire ou sur un autre appareil remorqué. En règle générale, il faut éviter l’utilisation simultanée d’appareils qui fonctionnent à des fréquences voisines, à moins de disposer de systèmes de déclenchement indépendants.
Dans la planification des levés, il faut aussi tenir compte des sources d’interférence indirecte et des incompatibilités entre techniques. Ces incompatibilités sont souvent d’ordre logistique. Évidemment, certaines techniques ne sont pas utilisables en même temps : on ne peut pas faire des prélèvements à la benne ou remorquer un poisson de sonar à balayage latéral pendant que l’on utilise une caméra fixée sur un traîneau. Sur le plan logistique, les prélèvements à la benne en eau profonde risquent de ralentir considérablement un levé acoustique, notamment lorsqu’une campagne à forte composante hydrographique exige un grand nombre de prélèvements, et cela entraîne des coûts considérables en temps ou en diminution du degré de couverture.
3.4.1 - Capteurs aéroportés
Un capteur aéroporté est rarement utilisé seul, principalement pour des raisons financières. Le coût horaire d’un avion ou d’un hélicoptère est élevé par rapport au coût de location d’un capteur, et il est donc préférable de profiter au maximum de chaque vol.
Les photographies aériennes géoréférencées (dans la partie visible du spectre
électromagnétique) sont précieuses pour l’interprétation, l’analyse et la localisation des opérations de terrain, et complètent donc presque toujours l’utilisation d’autres appareils.
Les techniques aéroportées sont généralement accompagnées de campagnes de terrain qui visent à compléter les données de télédétection. Ces campagnes de terrain prennent souvent la forme de levés à pied ou dans une petite embarcation des zones intertidales et de petit fond. Elles permettent de noter la répartition des matériaux (sédiments), de la faune et de la flore, de prendre des photographies et de rapporter en laboratoire des sédiments et des échantillons biologiques à des fins de traitement et d’identification. Il vaut la peine de mentionner les récents développements du lidar, notamment le traitement de l’amplitude du signal de retour après pénétration de la colonne d’eau et réflexion sur le fond qui, un peu comme la rétrodiffusion d’un échosondeur multifaisceaux, peut donner des résultats intéressants sur la rugosité et la dureté du fond.
Les lignes directrices opérationnelles concernant l’ imagerie numérique aéroportée , le
lidar
et la photographie aérienne présentent les principales techniques aéroportées d’acquisition de données électro-optiques qui permettent de caractériser à une échelle
fine les zones intertidales et de petit fond. Ces lignes directrices abordent également des considérations de planification.
Liens vers des documents
Aerialphotography ROG : lignes directrices opérationnelles concernant la photographie aérienne
Airborne Digital Imagery ROG : lignes directrices opérationnelles concernant l’imagerie numérique aéroportée
Satellite Imagery ROG : lignes directrices opérationnelles concernant l’imagerie satellitaire
3 - Comment se fait l’acquisition des données ? 173
3.4.2 - Techniques acoustiques
En pratique, les techniques acoustiques sont rarement utilisées seules pour la cartographie des
habitats, car une campagne de terrain est essentielle pour étalonner les signaux de retour. Il y a toutefois des exceptions : les levés bathymétriques servant à la création d’un modèle
numérique de terrain (MNT), lui-même utilisé par des outils mathématiques et de SIG tels que le
Benthic Terrain Modeller , qui permet d’obtenir une classification de terrains à partir d’indices de position bathymétrique ; les données de rétrodiffusion d’un échosondeur, grâce auxquelles on obtient une classification « non supervisée » du fond ; le sonar à balayage latéral, que l’on peut utiliser pour délimiter des zones ayant des caractéristiques différentes (voir le chapitre 4
« Comment réalise-t-on une carte ? »). Dans la pratique récente des levés pour la cartographie des habitats, on tend à optimiser les systèmes acoustiques en utilisant davantage les données de rétrodiffusion, et il est très rare que l’on emploie une technique acoustique sans la compléter par une campagne de terrain ou indépendamment de tout autre dispositif de sondage.
La campagne de terrain constitue une partie cruciale des levés destinés à la cartographie des habitats lorsque l’on utilise des systèmes acoustiques. Elle peut prendre la forme de prélèvements au chalut ou à la drague, mais on a recours le plus souvent à des prélèvements à la benne, à des caméras remorquées, à des appareils photographiques ou caméras sur bâti vertical, ou à une combinaison de techniques d’imagerie et de prélèvements à la benne. Les données ainsi acquises témoignent de la composition du fond et permettent d’établir la signature acoustique de la bathymétrie et des types de terrain.
L’emploi de plusieurs techniques acoustiques est également répandu. On utilise souvent un sondeur monofaisceau en parallèle avec un échosondeur multifaisceaux ou un sonar à interféromètre. Un sonar à balayage latéral est souvent remorqué derrière un navire qui enregistre les données d’un sondeur multifaisceaux ; on peut ainsi superposer l’imagerie du sonar à balayage latéral au MNT obtenu par sondage multifaisceaux. L’utilisation de plusieurs techniques en parallèle permet de faire des corrélations entre les données des divers instruments. Par exemple, les profondeurs données par un échosondeur monofaisceau peuvent confirmer les mesures enregistrées par un sondeur multifaisceaux.
Les données d’un sondeur monofaisceau peuvent être traitées par un SACLAF, ce qui produit une information intermédiaire sur la nature du fond ; celle-ci peut servir de données complémentaires ou être mise en corrélation avec la classification résultant de la rétrodiffusion d’un sondeur multifaisceaux.
L’utilisation simultanée de plus d’un système acoustique peut poser des problèmes. En plus de l’interférence physique évidente due au remorquage de plusieurs instruments, les interférences acoustiques constituent un point important à prendre en considération. Dans certaines situations, les impulsions sonores émises par des systèmes remorqués ou de coque risquent de causer des interférences qui nuisent aux uns ou aux autres. Cela dépend de la fréquence de fonctionnement des systèmes, de la position relative des
émetteurs-récepteurs et de la profondeur de l’eau. Dans certains cas, il peut être nécessaire d’éteindre l’un des instruments ou de régler les fréquences des signaux afin d’obtenir des données libres de tout bruit. De telles incompatibilités peuvent être évitées par un choix judicieux des fréquences de fonctionnement et de la position des appareils.
Liens vers des documents
Complimentary Acoustic Survey Techniques : étude de cas sur l’utilisation de techniques complémentaires pour la cartographie des habitats
Appropriate use of multi-beam vs AGDS : étude de cas sur l’utilisation appropriée de sondeurs multifaisceaux et de SACLAF
IceBergPlough Report : étude de cas sur le levé d’habitats benthiques dans une zone portant des traces d’icebergs au large du littoral nord-ouest de l’Irlande
