Marine Geosciences

 

III.6.- Le SAR (Sonar Acoustique Remorqué)

(Poster 8 et 9)

Le système qui porte le nom de SAR (Système Acoustique Remorqué) a été développé par l'IFREMER et construit par Thomson CSF et par ECA spécialement pour l'investigation des champs de nodules polymétalliques. Actuellement, il est utilisé pour toute reconnaissance des fonds marins.

 

III.6.1.- Principales caractéristiques

Le SAR (Sonar Acoustique Remorqué) est capable de cartographier une bande de 1.500 m de large avec une résolution de 0,5 m et possède un sondeur à sédiments à haute résolution pénétrant jusqu'à 100 m.

Description de l'équipement.- Le SAR est constitué d'un lest dépresseur de 2 tonnes et d'un poisson instrumenté de 2,5 tonnes. L'ensemble lest-poisson est relié au support de surface par un câble électroporteur coaxial de 8.500 m et évolue à des profondeurs variant de 200 m à 6.000 m.
Le poisson est remorqué à une altitude optimale de 70-80 m, à une vitesse moyenne de 2 noeuds. Il est équipé de deux sonars (170 kHz pour l'antenne babord et 190 kHz pour l'antenne tribord) de portée 750 m, permettant d'insonifier des couloirs successifs de 1.500 m avec une résolution de 6,5 m à 750 m et de 1 m à 100 m. Il est également équipé d'un sondeur de sédiment de 3,5 kHz de résolution 0,75 m pour une pénétration de 80 m. Les autres capteurs, installés sur le poisson, sont une balise acoustique (base longue) servant au positionnement de l'engin, des capteurs d'immersion, d'altitude, de cap et de vitesse.

Récemment pour répondre aux besoins spécifiques des géologues et géophysiciens, le SAR a été équipé d'une flûte sismique grand fond et d'un magnétomètre tridimentionnel.

©

Principe.- Le principe du sonar à balayage latéral repose sur la variation du coefficient de rétrodiffusion du fond. Le signal acoustique, de fréquence 170 - 180 kHz, émis par les deux transducteurs logés dans le "poisson", est renvoyé avec plus ou moins d'intensité selon les caractéristiques de nature et de forme du fond.
L'enregistreur assure plusieurs types de corrections automatiques: - correction de l'obliquité des rayons liée à l'altitude du poisson par rapport au fond; - correction de la compensation de l'image par asservissement du déroulement du papier à la vitesse-fond du navire.

Application.- Il a été spécialement développé pour l'exploration détaillée des gisements de nodules et plus particulièrement la détection des obstacles au ramassage des nodules. Il est utilisé de faon intensive dans la reconnaissance des fonds comme par exemple la pose de cables téléphoniques sous-marins.

Utilisation.- Le sonar à balayage latéral permet de réaliser en continu la morphologie des fonds marins. Il fournit une image "acoustique", nommée sonogramme, dont les teintes de gris varient selon la nature et la morphologie des fonds. Les sonogramme indiquent la répartition des différentes formations affleurantes sur le fond et leur morphologie détaillée. Le système peut être utilisé pour cartographier de larges secteurs par assemblage de bandes parallèles (mosaïque).
Le logiciel TRIAS (TRaitement des Images Acoustiques des Sonars latéraux) permet le traitement en différé des données temps réel (correction de la distorsion géométrique, amélioration des contrastes, changement d'échelle, correction de la navigation) et le tracé de mosaïques qui sont en fait de véritables cartes. Ces cartes mettent en évidence le relief des fonds marins (affleurements, topographie des dépots) avec une résolution de l'ordre de 0,5 mètres. En plus, la baisse intensité des signaux est un indicatif d'un secteur à sédiments mous. Le sondeur à sédiments à haute résolution produit un profil détaillé des structures sédimentaires et rend possible l'étude de la variabilité des propriétés mécaniques des sédiments (pénétration de l'ordre de 80 mètres).

Mise en oeuvre.- La mise en oeuvre du SAR nécessite: un navire support d'environ 1.000 tonnes muni d'une plage arrière importante; un portique pour la mise à l'eau et la récupération; un treuil "grands fonds" électroporteur; une équipe d'au moins 4 personnes pour la maintenance et le contrôle (24 heure par jour).

Avantage.- Le SAR insonifie une bande de 2 fois 750 mètres de large du fond marin et un profil des séquences sédimentaires (sous la route du navire) pouvant pénétrer jusqu'à 80 mètres. Le système peut être utilisé pour la cartographie de grands secteurs en assemblant les profils parallèles. La résolution du sonar permet de distinguer des objets de 0,5 m.

Inconvénients. - Ils ne donnent, par contre, aucune information sur la nature du fond, ce qui impose un calibrage des images obtenues par des prélèvements (échantillonage) ponctuels (benne, carottage...).
- Aquisition et traitement complexes.
- Traits relativement courts lorqu'on travaille sur champ de balises acoustiques.
- Le dépouillement des images du sonar latéral et des profils du sondeur de sédiments présente quelques difficultés pour l'interprétation géologique: la déformation des données, sur les profils du sondeur de sédiments et sur tout document sismique, est particulièrement sensible dans les secteurs géologiquement perturbés oû les pentes sont déformées et oû les failles (et tout autre point miroir de la topographie) provoquent des hyperboles de diffraction.

III.6.2.- Conclusion

Les connaissances acquises grâce à l'utilisation du SAR sont importantes pour l'acquisition des informations sur les couches sédimentaires (épaisseur, nature et structure) et sur la microtopographie (obstacles mineurs) ce qui permettra de définir une stratégie d'exploitation.

©