ALLEGRO 07

Name: ALLEGRO 07
Start: 2007-08-31
End: 2007-09-15
Location: Golfe de Gascogne

Type	Campagne océanographique
Navire	Thalassa
Propriétaire navire	Ifremer
Dates	31/08/2007 - 15/09/2007
Chef(s) de mission	SCALABRIN Carla
	GEO-OCEAN - UMR 6538 Univ. Brest, CNRS, Ifremer, Univ. Bretagne Sud Place Nicolas Copernic 29280 Plouzané https://www.geo-ocean.fr/
DOI	10.17600/7040050
Objectif	La campagne ALLEGRO-07 présente des objectifs d'ordre différent : des objectifs liés au transfert des équipements vers GENAVIR et des objectifs scientifiques. Les objectifs de transfert concernent : La prise en charge complète de la mise en oeuvre et des acquisitions du sondeur multifaisceau halieutique (ME-70) par Genavir ; La prise en charge et la mise en oeuvre de l'AUV2 par Genavir avec un support Ifremer. Transfert de la configuration validée pour les missions type halieutique de l'AUV2. Les objectifs scientifiques de la campagne ALLEGRO-07 sont d'évaluer le potentiel des acquisitions combinées entre les trois systèmes acoustiques (acoustique navire-monofaisceau, acoustique navire- multifaisceau et acoustique AUV) afin de lever les contraintes actuelles de l'acoustique halieutique et notamment en termes de : Zone aveugle surface et comportement d'évitement ; Zone d'ombre acoustique proche du fond et optimisation de la distance capteur-cible. Il s'agit surtout de démontrer la plus value de l'utilisation de l'AUV et/ou du sondeur multifaisceau halieutique pour des campagnes standardisées d'estimation des indices d'abondance des ressources pélagiques et démersales du type PELGAS, EVHOE et IBTS. Trois groupes principaux des travaux sont à la base de la campagne ALLEGRO-07 : 1. Validation de la mission halieutique-AUV type pélagique : concerne les zones « large Gironde » et « sud du golfe de Gascogne » sur des sondes entre 100 et 2000m. Ces zones ont déjà été prospectées lors des campagnes réalisées dans le cadre du projet européen JUVESU (1998 et 1999) et se caractérisent par un environnement favorable pour les concentrations d'anchois juvénile en surface. La journée de travail peut être décomposée comme suit : prospection acoustique et chalutage pélagique de surface ou pélagique en fonction des détections observées, plongée AUV en immersion constante sur le parcours, récupération de l'AUV, prospection acoustique et chalutage. 2. Validation de la mission halieutique-AUV type démersal : concerne la zone « Grande Vasière » sur des sondes entre 100 et 500m. La zone plus côtière de la Grande Vasière inclut la zone d'étude de la campagne CHAPAUV qui n'a pas produit de données en raison du mauvais temps. La journée de travail peut être décomposée comme suit : prospection acoustique et chalutage pélagique ou de fond en fonction des détections observées, plongée AUV en altitude constante sur le parcours, récupération de l'AUV, prospection acoustique et chalutage. 3. Mesures de bruit rayonné : concerne la zone de mouillage à l'est des Glénans sur les sondes de 50m. Ces mesures requièrent un mouillage de l'équipement SECSI (Système d'écoute sous-marin indépendant) dont la position sera signalisée par une bouée en surface. Trois séries de mesures seront réalisées : mesure du bruit ambiant, mesure du bruit rayonné de l'AUV, mesure du bruit rayonné du navire avec et sans chalut pélagique. Il est évident que la comparaison acoustique coque avec acoustique AUV ne portera pas sur la détection simultanée des cibles. Cependant, l'acquisition décalée de quelques minutes sur un même parcours doit permettre l'estimation des indices de densité acoustique pour chaque système qui pourront être comparés. L'analyse statistique de valeurs des indices de rétro-diffusion de cibles individuelles (Target Strength), acquis par les différents systèmes, permettra d'estimer le différentiel en termes du nombre de cibles et d'intensité du signal. Les chalutages d'identification seront utilisés pour la validation des résultats. Les mesures de bruit rayonné ont l'objectif d'estimer l'impact éventuel du navire, du chalut (environ 20 chalutages) et de l'AUV (10 plongées) sur le comportement des cibles.

Mer/Océan

Golfe de Gascogne

(Gironde au Capbreton, Grande Vasière)

Ports

Port départ : Brest (France)

Port fin : Brest (France)

Limites

Nord	Sud	Ouest	Est
48.4	43.6	-4.8	-1.4

Projet

SIDEPECHE

Organisme responsable de la campagne

GÉOSCIENCES MARINES

Centre Ifremer Bretagne

ZI Pointe du Diable

29280 Plouzané

+33(0)2 98.22.42.24

Organisme(s) participant(s)

IFREMER et GENAVIR

Discipline(s)

TECHNOLOGIE
HALIEUTIQUE
OCEANOGRAPHIE PHYSIQUE

Code	Libellé	Quantité	Responsable
B14	Poissons pélagiques Chalutages pour identification et échantillonnage des espèces	10 Traits	SCALABRIN Carla
B19	Poissons benthiques exploités Chalutages pour identification et échantillonnage des espèces	7 Traits	SCALABRIN Carla
B28	Echos sur êtres marins Simrad ER-60 (18, 38, 70, 120 et 200 kHz) et ME-70	-	SCALABRIN Carla
B64	Essais d'équipements ou d'engins AUV2,Simrad ER-60 (70 & 200 kHz),mesures de bruit (SECSI,SABRINA)	-	SCALABRIN Carla
D71	Profileur de courant ADCP 75 & 150 kHz selon 2 config. pour validation avec TECHSAS (7 h)	-	ABEL-MICHAUX Karine
G73	Echo sondage vertical Simrad ER-60 (18, 38, 70, 120 et 200 kHz)	-	SCALABRIN Carla
G74	Echo sondage multifaisceaux Simrad ME-70	-	SCALABRIN Carla
H71	Mesures (T,S) de surface en route 1500 milles	-	SCALABRIN Carla

Travaux

-Acquisition en continu des signaux acoustiques sondeurs Simrad navire ER-60 et ME-70.
-Plongées AUV2 avec la charge utile d'acoustique halieutique (sondeurs Simrad ER-60 70 et 200 kHz).
-Echantillonnage biologique par chalutage démersal, pélagique et pélagique de surface.
-Acquisition des mesures SABRINA (bruit propre du navire et caractérisation des émissions acoustiques de sondeurs).
-Acquisition des mesures ADCP pour validation configuration TECHSAS.
-Acquisition des mesures de bruit rayonné par le navire et par l'AUV2 avec SECSI.
-Etalonnage des sondeurs navire.

Plan de position

Positionnement

Système géodésique : WORLD GEODETIC SYSTEM 1984 = WGS84

Système de positionnement : GPS différentiel

Document(s) associé(s)

Précisions sur les paramètres mesurés durant la campagne ALLEGRO 07

Contexte scientifique et programmatique des campagnes

L'utilisation des AUVs dans le domaine de l'acoustique halieutique est une perspective reconnue et encouragée par la communauté scientifique. À l'Ifremer, une première réflexion a été menée lors des « Journées prospectives sur la télé opération sous-marine pour l'observation et la surveillance du milieu marin » (Boucher et al. 2000). Les décisions prises à cette époque ont permis à l'Ifremer de s'investir dans la réalisation d'un projet AUV moyen porteur (Anon 2002, Opderbecke 2004). Le Défi Golfe de Gascogne a saisi cette opportunité en intégrant dès 2001 la perspective d'utilisation des AUVs en halieutique (Boucher et al. 2001, Rigaud 2002).

La campagne ALLEGRO est dédiée à valider en mode pré-opérationnelle les développements technologiques en acoustique halieutique initiés dans le cadre du « Défi Golfe de Gascogne » et repris par le projet OBSHAL (Outils et méthodes d'observation halieutique, resp. V. Trenkel) du Programme SIDEPECHE du thème IV de l'Ifremer. Ces développements doivent aider les équipes scientifiques à réaliser les objectifs fixés par le Défi et poursuivis en partie par le projet OBSHAL, dont l'amélioration des méthodes d'estimation acoustique de l'abondance des espèces. Ils concernent en particulier le sondeur multifaisceau halieutique (ME-70) installé sur le N.R.H. Thalassa et l'utilisation de l'AUV comme plate-forme des sondeurs halieutiques. Le sondeur multifaisceau halieutique (ME-70) doit permettre d'améliorer le diagnostic de l'état des ressources par l'augmentation significative du volume échantillonnée sous le navire et de la résolution spatiale de l'échantillonnage avec un impact positif sur la précision des estimations.

Par contre, en comparaison aux données acquises par des capteurs déployés à partir de navires océanographiques, l'utilisation de l'AUV et des modules halieutiques associés doit permettre l'amélioration du diagnostic de l'état des ressources par :

une meilleure prise en compte de l'évitement des bancs à l'approche du navire à cause des bruits rayonnés;
la réduction de la zone aveugle proche de la surface et du fond;
l'optimisation de la distance capteur-cible;
la réduction des lacunes d'observations horizontales à cause du trop grand espacement des parcours acoustiques imposé par les temps de route des navires;
l'indépendance de la plate-forme d'acquisition de données acoustiques à l'état de la mer.

Il s'agit surtout de démontrer la plus value de l'utilisation de l'AUV et/ou du sondeur multifaisceau halieutique pour des campagnes standardisées d'estimation des indices d'abondance des ressources pélagiques et démersales du type PELGAS, EVHOE et IBTS.

Résultats majeurs

La campagne ALLEGRO-07 a permis de démontrer la faisabilité opérationnelle de combiner, sur le N.R.H. Thalassa, les objectifs d'une campagne halieutique impliquant l'utilisation du portique arrière pour les chalutages avec l'utilisation d'un AUV moyen porteur mis en oeuvre avec la grue. Ce navire devient, donc, le seul de la flotte permettant d'envisager une campagne combinant les opérations de mise à l'eau d'un chalut et de l'AUV.

Le N.R.H. Thalassa est aussi le seul navire de la flotte équipé du sondeur multifaisceau halieutique (Simrad ME-70) ainsi que des 5 sondeurs monofaisceau (Simrad ER-60 ; 18, 38, 70, 120 et 200 kHz). Ce sondeur multifaisceau, développé par Simrad sous spécification Ifremer, est la plus récente évolution technologique dans le domaine de l'acoustique halieutique (projet piloté par V. Mazauric). Actuellement en phase de transfert vers Genavir, il a permis l'acquisition 24h/24h de données tout au long de la campagne (~1500 milles parcourues).

L'AUV2, utilisé pendant la campagne ALLEGRO-07, est un AUV moyen porteur (~800 kg) développé en partenariat avec la société ISE (projet piloté par J. Opderbecke) et également en phase de transfert vers Genavir. Dans sa catégorie, il est le seul AUV équipé d'une charge utile d'acoustique halieutique en opération au niveau mondial (2 sondeurs Simrad ER-60, 70 et 200 kHz). Les 10 plongées programmées pour la campagne ont été effectuées, totalisant 180 milles d'acquisition de données acoustiques sur des cibles biologiques, principalement des poissons démersaux détectés sur le fond et des poissons pélagiques détectés en sub-surface. Pendant la campagne ALLEGRO-07, l'AUV2 a battu son record en distance parcourue en réalisant une plongée de 30 milles (ou 55km) à 3 noeuds.

Au total, 17 chalutages ont été réalisés permettant d'identifier les espèces détectées par les différents systèmes acoustiques pendant les plongées et au cours de la campagne. Les principales espèces échantillonnées sont : maquereau espagnol, maquereau commun, merlu, anchois adulte, merlan bleu, krill et lanternules. Des bancs de thons, observés en surface au large d'Arcachon, n'ont pas été échantillonnés et ni détectés par les systèmes acoustiques du navire, mais ont pu être détectés par le sondeur de l'AUV.

La possibilité, démontrée par la campagne ALLEGRO-07, de combiner les signaux acoustiques acquis à partir de la plate-forme navire avec ceux acquis à partir de la charge utile d'acoustique halieutique de l'AUV et d'intégrer les résultats de l'échantillonnage biologique des cibles diffusantes, ouvre des perspectives nouvelles pour les recherches en halieutique et notamment pour la surveillance des ressources exploitées.

En utilisant le N.R.H. Thalassa comme plate-forme océanographique, la campagne ALLEGRO-07 offre à la communauté scientifique les premières données acoustiques issues de l'acquisition combinée entre un AUV et un sondeur multifaisceau halieutique.

1. Mission type halieutique pélagique : exemple de la plongée du 9 septembre (finalement des anchois)

Echogrammes acquis avec les sondeurs 200 et 70 kHz (en mode X) de la charge utile d'acoustique halieutique pendant la plongée AUV du 09/09 au sud des Glénan par ~90m de sonde : Monofaisceau 200 kHz (image en haut) ; Monofaisceau 70 kHz (image en bas). Immersion de l'AUV = ~50m. Résultat de l'échantillonnage biologique effectué par chalutage pélagique de surface sur la zone = 98% d'anchois de 18cm. Nombreuses détections observées entre la surface et 30m pendant la première moitié de la plongée, pouvant être attribuées à des bancs d'anchois adulte.

Echogrammes acquis avec les sondeurs navire sur le parcours AUV en prenant en compte le décalage de 500m (configuration HRgr4) : Monofaisceau 200 kHz (image en haut) ; Multifaisceau, faisceau centrale 117 kHz (image au milieu) ; Multifaisceau, faisceau dépointé 77 kHz (image en bas). Pratiquement aucune détection n'a été observée dans les premiers 40 mètres proches de la surface au long du suivi de la plongée.

Suite de la plongée avec nombreux bancs détectés par le sondeur 200 kHz de l'AUV entre la surface et 30m : monofaisceau 200 kHz (image en haut) ; zoom de l'image acoustique 2D d'un banc de poissons (image en bas). Taille de l'image acoustique du banc : Longueur = ~40m ; Hauteur = ~2m.

Suite du suivi du parcours AUV avec les sondeurs navire où un seul banc proche de la surface a été détecté.

2. Mission type halieutique démersale : exemple de la plongée du 11 septembre au dessus d'une prairie de merlus.

Echogrammes acquis avec les sondeurs 200 et 70 kHz (en mode M) de la charge utile d'acoustique halieutique pendant la plongée AUV du 11/09 dans la Grande Vasière par ~120m de sonde : monofaisceau 200 kHz (image en haut) ; monofaisceau 70 kHz (image en bas). Altitude de l'AUV = 30m. Résultat de l'échantillonnage biologique effectué par chalutage sur la zone = 97% de merlu. Les échos observés au dessus du fond peuvent être attribués à l'espèce merlu capturée pendant le chalutage.

Echogrammes acquis avec les sondeurs 200 et 70 kHz du navire sur le parcours AUV en prenant en compte le décalage de 500m. La distance capteur-cible étant importante (~110m), la détection des poissons démersaux n'est pas possible due : à la faible résolution spatiale et angulaire du système avec une empreinte au sol de ~10m ; au faible rapport entre l'indice de rétro-diffusion des poissons et le niveau de détection du système.

Echogrammes acquis avec le sondeur multifaisceau halieutique ME-70 sur le parcours AUV en prenant en compte le décalage de 500m : image en haut représente le faisceau centrale 117 kHz ; image en bas représente le faisceau dépointé 77 kHz. Malgré une meilleure résolution angulaire du système (2.7° pour le faisceau central, configuration HRgr4), la détection des poissons trop proches du fond, <1m d'altitude, reste difficile.

Données acquises et analyses effectuées en mer et à terre

AUV :

10 plongées AUV, totalisant 180nm des données acoustiques colonne d'eau et validation des missions type halieutique : pélagique, démersal et petits fonds ;
Une plongée avec le record en distance parcourue (non-prévu) : 30nm à 3 noeuds ;
Validation de la procédure de mise en oeuvre de l'AUV avec la grue de la Thalassa, libérant ainsi le portique et la plage arrière pour les chalutages (récupération réalisée avec ~22 noeuds de vent, maximum observé pendant la campagne).
Première utilisation en mer de la grue à des fins scientifiques depuis la mise en opération du navire en 1996.

Plate-forme acoustique du navire :

Acquisition acoustique combinée ME-70 et ER-60 totalisant environ 1500nm des données acoustiques colonne d'eau avec les configurations THRgr4, HRgr4 et Igr4 (à noter le fonctionnement 24h/24h du sondeur ME-70 non prévu initialement) ;
Acquisition mesures TS sur touts les faisceaux ME-70 et enregistrement de la phase dans les fichiers au format *.HAC, rendus possible grâce aux nouvelles versions des logiciels ME-70 et HERMES utilisées pour la première fois pendant une campagne opérationnelle (non-prévu) ;
Etalonnage complet des sondeurs monofaisceau et étalonnage partiel du sondeur ME-70 suite au nettoyage des bases (non-prévu).

SECSI/Bruit :

Utilisation de l'équipement SECSI pour la première fois pendant une campagne de mesure en mer, enregistrement du bruit rayonné par l'AUV.

Echantillonnage biologique :

17 chalutages d'identification et d'échantillonnage des paramètres biologiques.

Autres :

Utilisation des versions SDIV et Movies+ développées pour l'action SATRA-A (contrat EDF/algues) pour la visualisation temps réel des résultats d'écho-intégration (non-prévu);
Validation de la nouvelle version de MIMOSA ;
Actions diverses AUV : interruption d'une plongée par MATS, chargement d'une mission par radio, changement de mode auto-immersion en auto-altitude en cours de plongée, changement des valeurs auto-altitude en cours de plongée (passage sur l'épave Erika) ;
Formation acoustique pour les agents STH embarquant sur EVHOE (non-prévu).

Objectifs non atteints :

Plongée aux accores (validation mission type halieutique grand fond et configuration HRgr2) par suppression de l'autorisation Zonex en cours de campagne ;
Absence d'une personne du service audio-visuel pour la réalisation d'un documentaire technique sur les opérations réalisées pendant la campagne (documentaire dont l'objectif principal était de servir de support de formation à des nouvelles équipes Genavir et Ifremer et pour la valorisation des investissements effectués par l'Ifremer en termes de recherche pour l'halieutique) ;
Mesure du bruit rayonné du chalut non réalisé afin de mobiliser le temps navire pour les plongées AUV (temps de recharge du seul pack des batteries SECSI de 8h) ;
Due à une défaillance de l'hydrophone SECSI, les mesures de bruit rayonné par l'AUV ne sont pas valables à l'intérieur de la bande de fréquence < 2 kHz ce qui correspond justement à la bande de fréquence de l'audition des poissons.
Absence des juvéniles d'anchois, palliée par des nombreuses détections en sub-surface d'autres espèces (thon, anchois adulte, krill, lanternules, maquereau).

Données archivées au Sismer

Bibliographie

Publications

Laffargue Pascal , Delaunay Damien, Badts Vincent , Berthele Olivier, Cornou Anne Sophie, Garren Francois. Fish and cephalopods monitoring on the Bay of Biscay and Celtic Sea continental shelves. Preprint IN PRESS. Publisher's official version : https://doi.org/10.5194/essd-2021-146 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00820/93153/

Trenkel Verena , Berger Laurent , Bourguignon Sebastien, Doray Mathieu , Fablet Ronan, Masse Jacques, Mazauric Valerie, Poncelet Cyrille , Quemener Gael, Scalabrin Carla , Villalobos Hector (2009). Overview of recent progress in fisheries acoustics made by Ifremer with examples from the Bay of Biscay. Aquatic Living Resources, 22(4), 433-445. Publisher's official version : https://doi.org/10.1051/alr/2009027 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00000/11165/

Scalabrin Carla , Marfia Christian, Boucher Jean (2009). How much fish is hidden in the surface and bottom acoustic blind zones? Ices Journal Of Marine Science, 66(6), 1355-1363. Publisher's official version : https://doi.org/10.1093/icesjms/fsp136 , Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00000/11093/

Références des rapports techniques

Carla SCALABRIN. ALLEGRO-07 : compte-rendu de campagne. 31 août au 15 septembre 2007 - N.R.H. Thalassa. Septembre 2007 ?STH/LTH/07-27

Carla SCALABRIN. Documentation et compte-rendu technique. Campagne ALLEGRO : septembre 2007 - N.R.H. Thalassa. Novembre 2007 ?STH/LTH/2007-38.

Références des communications dans des colloques internationaux

Scalabrin, C. and C. Marfia. How much fish is hidden in surface and bottom acoustic blind zones. (2008). Oral communication presented in the SEAFACTS Symposium held in Bergen, Norway, June 2008.

Références des communications dans des colloques nationaux

Scalabrin, C. ,C. Marfia and J. Boucher. How much fish is hidden in surface and bottom acoustic blind zones. (2008). Poster presented in the Ecosystem Approach to Fisheries Symposium held in Boulogne sur Mer, France, November 2008.