3. ACTIVITES D'APPUI

3.1 Performances du système acoustique

Les mesures de performances sont effectuées pour s'assurer du que les éléments constitutifs du sondeur fonctionnent selon les spécifications. Le TABLEAU 1 et les FIGURES 3 et 4 donnent un aperçu de l'évolution de ces performances depuis l'installation du système en septembre 1989

TABLEAU 1 Performances du système de prospection acoustique du lac Kivu

La mesure de performance de l'ensemble du système est obtenue en mesurant l'écho d'une cible étalon en cuivre de -39,23 Db à la fréquence de travail du sondeur de 70 kHz. La FIGURE 3 représente l'évolution de cette mesure et donne la profondeur d'immersion de la cible étalon, on remarque que les mesures présentent des variations entre les valeurs extrêmes de -6,36 dB et -3,36 dB.

FIGURE 3 Mesures de l'écho de la sphère -39,23 dB à 70 kHz

FIGURE 4 Evolution des performances Sondeur SIMRAD EY200 lac Kivu Rwanda

FIGURE 5: Relation taille, poids, force d'écho

La mesure de performance globale du sondeur (SL+VR) au moyen de la cible étalon de cuivre de -39, 23 db à 70 kHz (FIGURE 4) montre des variations considérables dans le temps. Elle était de 105–106 dB au moment de l'installation, elle est passée en novembre 1989 à 126 dB à la suite d'une panne du circuit de TVG et après réparation chez le fournisseur SIMRAD, le niveau moyen de 98–99 dB était plus faible qu'au début. Pendant toute cette période allant de janvier à juin 1990 on a remarqué que les performances n'étaient pas complètement satisfaisantes et on a fait appel a un consultant pour vérifier l'ensemble du système et s'assurer de son bon fonctionnement.

Le consultant a observé que le système présentait des symptômes de saturation principalement dûs à un niveau d'émission trop important (LINDEM, 1990). Après concertation avec le constructeur, le niveau a été diminué de 720–750 Vpp à 315 Vpp. Après cette réduction, la performance globale du sondeur (SL+VR) est revenue au niveau plus normal de 104 dB.

L'analyse de la courbe du maximum de portée de la fonction TVG 40logr (FIGURE 4) confirme ces observations. On note en effet qu'au début, cette portée maximum était voisine de 60m, elle a atteint 213m lors de la panne du circuit, s'est stabilisée autour de 40m après réparation et enfin est revenue à son niveau normal de 60m après la modification effectuée par LINDEM. Le fait que la portée maximum de la fonction TVG 40logr ait été réduite à un certain moment, est un signe évident de saturation de l'amplificateur qui atteignait sa limite à une profondeur moindre. Dans le même temps la fonction 40logr atténuée de -15dB ne présentait pas de saturation et atteignait son niveau maximum régulièrement à 60m.

3.2 Relation force d'écho taille poids

Le système HADAS fournit pour chaque échantillon une estimation de la densité de poisson exprimée en nombre par hectare, sa répartition en classes de force d'écho et en intervalles de profondeurs choisis par l'utilisateur.

La conversion en biomasse totale de poisson de ces estimations exprimées en nombre de poissons par hectare nécessite la connaissance de la relation qui existe entre la force d'écho, et la taille ou le poids des poissons.

3.2.1 Force d'écho/taille des poissons

Il existe une relation entre la taille des poissons et l'écho qu'ils produisent. On se référera pour les détails aux ouvrages de référence et en particulier à celui de JOHANNESSON et MITSON (1983). Pour simplifier, on peut dire que plus un poisson est grand, plus la surface réfléchissante qu'il présente dans le faisceau sonore est grande et plus l'écho renvoyé sera fort.

Les distributions de fréquences de force d'écho fournies par le système HADAS peuvent donc être transformées en distributions de fréquences de taille. Il faut cependant noter que les distributions de fréquences de force d'écho exprimées en décibels (dB) suivent un échelle logarithmique et qu'une fois converties en tailles on obtient des intervalles de classes de taille inégales (TABLEAU 2).

TABLEAU 2 Correspondance entre classes de force d'écho et classes de tailles

La relation entre la force d'écho TS et la taille des poissons s'exprime comme suit:

TS = 20 log L(cm) - a

où L(cm) est la taille du poisson en cm, “a” une constante et TS la force d'écho du poisson en dB.

Cette relation a été établie par des expérimentations spécifiques (JOHANNESSON et LAMBOEUF, 1989) et à l'occasion des chaque prospection en comparant les distributions de fréquence d'écho et de fréquences de tailles dans les captures.

La valeur de la constante “a” est liée aux performances du sondeur. Ces performances ayant changé au cours du temps comme on l'a vu plus haut, la valeur de “a” a été ajustée en fonction de ces changements.

La valeur de “a” est obtenue en comparant la distribution des fréquences de force d'écho fournies par le programme HADAS et la distribution réelle des tailles de poisson. Compte tenu des performances techniques du sondeur et sous réserve qu'elles ne changent pas, la valeur de “a” est actuellement de 67,6 dB.

La FIGURE 5 montre la relation entre le force d'écho et la taille des poissons, les traits verticaux soulignent les valeurs qui correspondent aux modes de taille les plus fréquemment observés.

3.2.2 Taille/poids

Dans un premier temps on avait utilisé une relation taille/poids obtenue à partir d'échantillons ponctuels géographiquement limités obtenus pour les besoins du traitement de la première prospection en septembre 1989 (JOHANNESSON et LAMBOEUF, 1989). Il était nécessaire d'obtenir une estimation plus représentative de l'ensemble du lac et applicable au traitement des données de toutes les prospections. Le programme d'échantillonnage mis en place au projet dans les trois centres de Gisenyi, kibuye et Cyangugu nous fournit régulièrement des estimations des paramètres de cette relation (MANNINI, 1990 et 1991). Le chiffre obtenu était différent de celui précédemment utilisé et les données de toutes les prospections ont été retraitées avec les nouvelles valeurs. Le FIGURE 5 indique aussi les valeurs du poids des poisson correspondant à leur force d'écho.