Apport de la donnée acoustique pour la contrainte d’APECOSM

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1 Apport de la donnée acoustique pour la contrainte d’APECOSM
Raphael Girardin, Olivier Aumont, Louis du Buisson, Isabelle Leblond, Patrice Brehmer Workshop Macroes, 9-11 mai 2011, Jussieu, Paris

2 Objectifs Intégration de données acoustiques au modèle E2E Apecosm: parametrisation du compartiment trophique intermédiaire Groupes fonctionnels zooplanctoniques Spectre de tailles meso et macrozooplancton + micronecton Utilisation de données collectées en transit extraction des caractéristiques comportementales : déterminer des dynamiques spatio-temporelle (variation nycthémérale) ; appartenance à des groupes fonctionnels (épi, méso et bathypélagique), abondance relative des différents groupes détermination des grands groupes taxonomiques et classification en classe de taille

3 Matériels & Méthodes Modèle Apecosm (Maury et al, 2007ab)
3 jeux de données collectées à bord du N/O Antéa en données historiques campagnes Ecotem Utilisation de trois campagnes : ECOTEM 6 et 7 et les données de transit de MESOBIO 2010 ECOTEM 6 : du 03/05/2004 au 18/05/2004 canal du Mozambique zone nord Juan de Nova ECOTEM 7 : du 13/11/2004 au 27/11/2004 canal du Mozambique zone Europa Les données ont été acquise sur le « Cap Morgane » palangrier réunionnais à l’aide de 2 sondeurs (Simrad EK60 38 et 120 kHz) pour les deux campagnes Transit MESOBIO 2010 : du 07/04/2010 au 11/04/2010 transit entre la Réunion et le Sud du canal du Mozambique Les données ont été acquises à bord de « l’Antéa » à l’aide de 4 sondeurs (Simrad EK60 38, 70, 120 et 200 kHz) Carte du trajet des différentes campagnes

4 Echo-intégration par couche l’approche multi-fréquentielle
Echosondeur ES60 Simrad (38, 70, 120, 200 kHz) Movies+ logiciel d’acquistion et d’extraction des données acoustique Paramètres: TVG 20 log R, temps d’impulsion 520 ms Calibration en bassin sur sphère de référence Utilisation du pour ECOTEM, toutes les fréquences pour Mésobio TVG 20 log R: Paramètres de correction de la profondeur

5 Extraction des données
Utilisation d’un filtre médian L’utilisation d’un filtre médian sous Matlab à permis de lisser la données et ainsi supprimer les artéfacts liés au modification de réglage au cours de l’acquisition des données acoustiques . Le princicpe de ce filtre est d’attribuer à un ping la valeur de la médiane des points qui l’entourent (ici 3 ping)

6 Résultats préliminaires
Discrimination des groupes fonctionnels: épi pélagique, bathy pélagique, migrant Contrainte lié à la donnée acoustique : seul le sondeur 38 kHz permet d’observer jusqu’à 750m (cela est nécessaire pour pouvoir visualiser la couche bathypélagique) On effectue une moyenne sur 60 pings ce qui permet de: déterminer le début et la fin des deux migrations journalières, en moyenne de 00h30 à 4h00 et de 13h30 à 16h30 heure GMT visualiser la profondeur des différents compartiments (épipélagique : 5 à 180 m et bathypélagique : 450 à 750 m)

7 Variation nycthémérale des profils écho intégrés (ESU 5 min)
On effectue des échos intégrations de 5 à 750 m avec un seuil de -80dB et des couches de 5 m avec de ESU (Elementary Sampling Unit) afin d’extraire les sA (densité acoustique) On établi à partir de ces données les profils verticaux de répartition de la communauté zooplanctonique dans la colonne d’eau par heure avec leurs écart-types afin d’observer la variabilité sur une heure.

8 Variation nycthémérale des profils écho intégrés (ESU 5 min)
On effectue aussi une moyenne sur la période diurne et nocturne afin de pouvoir les comparer

9 Travaux en cours Définir les niveaux de stabilité des profils au cours d’une journée et voir dans la zone (comparaison des transects parallèles) Dans la zone épi pélagique, utiliser les techniques d’analyses multi fréquence et la littérature pour déterminer les grands groupes taxonomiques et leur répartition en classe de taille

10 Travaux en cours Utilisation de données environnementales: analyse de la variabilité locale (SST, SLA, Chlorophylle a) Impact des structures cycloniques et anti cyclonique

11 Discussions La donnée acoustique permet d’étudier la distribution spatio-temporelle du méso et macro zooplancton et du micronecton dans la colonne d’eau Importance de la donnée en transit Etude globale: prise en compte locale de la variabilité spécifique et temporelle Bien que l’on est pu voir les limites de la donnée acoustique celle-ci permet d’obtenir des informations sur le fonctionnement du niveau trophique intermédiaire utile à la paramétrisation d’APECOSM: répartition et la disposition des différents compartiments dans la colonne d’eau L’analyse de cette donnée se fait la plupart du temps en couplant les données de prélèvement afin d’analyser l’influence des paramètres du milieu ou d’analyser les classes de taille. Cependant l’utilisation de la donnée satellite ainsi que la littérature permet de pallier le manque d’observation.

12 Perspectives Utilisations des données historiques collectées par les N/O Mise en place d’un projet interinstitutionnel pour la collecte des données des N/O équipé de système acoustique durant leurs transit (UMS flotte) Instrumentation de navires commerciaux (cargo ferry) par des systèmes acoustique autonome ou/et un réseau de bouées ancrée (Projet IMBER/Cliotop/Mass)

13 Merci de votre attention!