Les capteurs Optiques au Laboratoire d’Océanographie de Villefranche

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1 Les capteurs Optiques au Laboratoire d’Océanographie de Villefranche
Edouard Leymarie, Laboratoire d’Océanographie de Villefranche

2 Plan Présentation du LOV Les capteurs optiques in situ au LOV
Les plateformes d’utilisation Les moyens R&D du LOV

3 LABORATOIRE D’OCEANOGRAPHIE DE VILLEFRANCHE (LOV) UMR 7093 CNRS INSU (InEE, InSB) - UPMC Directeur : Antoine Sciandra

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5 1 LOV 4 bâtiments 2 3 4

6 Personnels du LOV - mars 2011
PERMANENTS NOMBRES CHERCHEURS & ENSEIGNANTS-CH 36 ITA + IATOS 21 TOTAL 57 PERMANENTS + CONTRACTUELS NOMBRES CHERCHEURS & ENSEIGNANTS-CH = 43 ITA + IATOS = 33 DOCTORANTS 12 POST-DOCTORANTS 3 TOTAL 91

7 Les capteurs optiques (in situ)
Les capteurs passifs : Radiomètre : Mesure du champ radiatif sous marin. Validation des données « Couleur de l’eau » Etude théorique du champ radiatif, impact sur le vivant Luminance (Société Satlantic) éclairement (Société Satlantic) Caméra à Luminance (Développement LOV - CIMEL) Hyper-spectraux (Société Satlantic)

8 La caméra CE-600 collaboration CIMEL-LOV-CNES
nm 6 Filtres passe-bande (sur une roue) CMOS (Altasens HD3560). 12-bit digit. CMOS Capteurs auxiliaires (tilt, compass, pressure, internal temp) Aux Data transfert (fibre optique ) & command Com Φ96 * 260 mm, 2.4 kg Container étanche (200 m de profondeur)

9 Les capteurs optiques (in situ)
Les capteurs passifs : Radiomètre Les capteurs actifs : Fluorescence (Chlorophylle, Détritique, …) Rétrodiffusion, transmission (particules) Nutriment Eclairement, Luminance, Transmission, Fluorescence et Rétrodiffusion (Société Satlantic) Nutriment (Nitrate) (Société Satlantic) Fluorescence et Rétrodiffusion (Société WetLabs)

10 Les capteurs optiques (in situ)
Les capteurs passifs : Radiomètre Les capteurs actifs : Fluorescence (Chlorophylle, Détritique, …) Rétrodiffusion, transmission (particules) Nutriment Les capteurs imagerie : UVP Méduse

11 Les capteurs Imagerie (in situ)
Underwater Vision Profiler UVP (CNRS patent) UVP5 specifications: Operational Depth: 0 to 6000 meters UVP Dimension (H): 1100 cm Weight in air: 30 Kg Input voltage: 110 to 230 VAC, 50 to 60 Hz Interface: RS232 or external switch Lighting: Red LED of 625nm in two glass cylinders Real time processing, Optional telemetry Stand-alone, Rosette, ROV, AUV and mooring adaptable Capable of acquiring and processing images from the surface even in strong sunlight. Specifications: Images Standard Image volume: 1.02 litres per frame (About 15cm x 20cm x 3.5 cm). Other volumes are available on request. Image resolution: Acquires objects > 100µm Mesure des particules vivantes ou détritiques Flux de carbone

12 Les capteurs Imagerie (in situ)
Underwater Vision Profiler UVP (CNRS patent) Caméra embarquée Méduse (Projet VASQUE) Board MBS270 (Mobisense Systems) Processor Marvell PXA MHz Ethernet/RS232 communication OS: Linux embedded microSD (up 32 GB) Camera Sensor Aptina MT9V034 1.3 Mpix CMOS monochrome Flash 20 Luxeon Rebel HighPower LEDS Red-orange color /green camera triggered and pulsed Optical characteristics wide angle: 90°diagonal FOV focal length: 1.8 mm Depth of field: 20cm - infinity band-pass filter (red/green) Consumption less than 1W Observed Volume about 1 mˆ3 Size Wetlabs “Puck” size Depth rating 700 meters

13 Les capteurs Imagerie (in situ)
Underwater Vision Profiler UVP (CNRS patent) Caméra embarquée Méduse

14 Les plateformes d’utilisation
Les bateaux Avantages : Moyens disponibles très important, grand nombre d’expériences simultanées Désavantages : Coût, couverture spatiale et temporelle faible NASA ICE, détroit de Bering. David Luquet - OOV

15 Les plateformes d’utilisation
Les Mouillages Avantages : Très bonne couverture temporelle, charge utile importante Désavantages : Très mauvaise couverture spatiale EOL

16 Les plateformes d’utilisation
Les plateformes autonomes Avantages : Bonne couverture spatiale et temporelle, Désavantages : Autonomie, charge utile limitée Flotteur – Profileur (PROVOR – NKE) SeaExplorer glider, Acsa

17 Les plateformes d’utilisation
Les profileurs Durée de vie : 4/5 ans 800 flotteurs / an

18 Les plateformes d’utilisation
Les profileurs « Bio » ProVal Ed-Lu (7λ) Ed-Lu (7λ) Collaboration LOV-NKE-IFREMER

19 Les plateformes d’utilisation
Les profileurs « Bio » Objectifs d’intégration : Avec un futur besoin de traitement et reconnaissance d’images embarqué performant

20 Les moyens R&D du LOV Accès à la Mer (Campagne, rade, sorties mensuelles large)

21 Les moyens R&D du LOV Biosope Malina
Accès à la Mer (Campagne, rade, sorties mensuelles large)  Grandes campagnes océanographiques Internationales Biosope Malina

22 Les moyens R&D du LOV Accès à la Mer (Campagne, rade, sorties mensuelles large) Expertise dans les plateformes bouées et engins autonomes SeaExplorer glider, Acsa EOL BOUSSOLE PROVOR, NKE

23 Les moyens R&D du LOV Accès à la Mer (Campagne, rade, sorties mensuelles large) Expertise dans les plateformes bouée et engins autonomes Expertise dans le traitement et l’interprétation des données Variabilité Chla (1998–2002)  (1979–1983) Antoine et al. (2005), J. Geophys. Res.

24 Les moyens R&D du LOV Accès à la Mer (Campagne, rade, sorties mensuelles large) Expertise dans les plateformes bouée et engins autonomes Expertise dans le traitement et l’interprétation des données Expertise dans le développement instrumental Instruments dévelopés au LOV

25 Les moyens R&D du LOV Accès à la Mer (Campagne, rade, sorties mensuelles large) Expertise dans les plateformes bouée et engins autonomes Expertise dans le traitement et l’interprétation des données Expertise dans le développement instrumental Moyens de tests : HPLC Salle noire Analyse chimique Cultures d’algues

26 Les moyens R&D du LOV Accès à la Mer (Campagne, rade, sorties mensuelles large) Expertise dans les plateformes bouée et engins autonomes Expertise dans le traitement et l’interprétation des données Expertise dans le développement instrumental Moyens de tests : HPLC Salle noire Analyse chimique Cultures d’algues Un très bonne visibilité du LOV à l’international

27 Un projet de développement : UVP 6
Adaptation du UVP 5 aux plateformes autonomes (Lars Stemmann, Marc Picheral, LOV) Projet ANR fin Février Labellisation Pôle Mer prévue Projet industriel avec des objectifs de production : objectif d’implémentation sur un part importante des flotteurs Argo Besoin important en traitement d’images embarqué et en électronique/éclairage faible consommation

28 Recherche de partenariats
Développer des capteurs standards (Radiométrie, Fluorescence, …) pour diminuer la situation de monopole actuelle et faire baisser les prix. Développer des capteurs innovants (imagerie embarquée) Développer des partenariats autour de notre expertise de la mesure optique en océanographie et de notre maitrise des vecteurs (Glider-Profileur).

29 Merci