Post-traitements en laboratoire

a. Sondeur multifaisceaux

Les données bathymétriques multi-faisceaux acquises lors des campagnes Granimp ont été importées et traitées grâce au logiciel CARAIBES®. Le logiciel CARAIBES © (CARtographie Appliquée à l'Imagerie et la BathymétriE des Sonars et sondeurs multifaisceaux) est le système Ifremer de traitement des données sondeurs multifaisceaux et sonars latéraux.

Ce logiciel a été récemment acquis par l’UMR CNRS 6143 M2C. La mise au point de ces traitements et leur validation ont représenté une importante partie du travail de cette thèse. Ce traitement est basé sur une chaîne de traitement faisant appel à un ensemble de modules.

Indépendamment des données acoustiques, la navigation est lissée et épurée des positions aberrantes. Les données acoustiques sont alors fusionnées avec les données de navigation pour obtenir des données acoustiques géoréférencées sur lesquelles une série de traitements sera appliquée.

Tout d’abord la marée est corrigée afin de rapporter les profondeurs au zéro hydrographique. La marée a été corrigée grâce aux hauteurs d’eau simulées par le SHOM sur la zone d’étude et en intégrant les surcotes/décotes enregistrées au marégraphe du Havre. Puis, une correction de la célérité est appliquée (grâce aux profils verticaux de la température et de la salinité réalisés à l’aide d’une sonde Sippican plusieurs fois par jour). Ensuite, les données acoustiques sont filtrées et lissées pour atténuer certains artéfacts et les effets de la houle (lorsque celle-ci n’était pas suffisamment corrigée par la centrale d’attitude). Une série de traitements supplémentaires est nécessaire du fait du problème de circularisation que présente l’EM1000 utilisé. Ceci induit une convexité des profils bathymétriques sur leur section transversale, et cela malgré une correction fine de la célérité. Ainsi, plus les sondes sont éloignées de la verticale du bateau, plus la profondeur est surestimée. Une série de traitements développée par Breton (2009) a du être adaptée à nos acquisitions. Un MNT référence avec des mailles d’une largeur proche de celle de la fauchée est réalisé pour chaque profil bathymétrique en ne considérant que quelques faisceaux centraux. Ensuite, ce MNT référence est comparé à chaque profil pour en déduire une courbe de biais propre à chaque profil. En corrigeant les profils, préalablement filtrés et lissés, par leur courbe de biais respective, les profils bathymétriques traités finaux sont obtenus. Par la suite le logiciel Caraïbes permet d’exporter des MNT (format ascii ou raster, au choix) et l’ensemble des profils traités sous format .txt pour une analyse sous SIG.

b. Sonar à balayage latéral

Les données du sonar à balayage latéral, acquises lors des campagnes Granimp, ont été importées et traitées grâce au logiciel CARAIBES®.

La mise au point de ces traitements et leur validation sont chronophages et ont consisté à une grande partie du travail de traitement acquise dans cette thèse. Ce traitement est basé sur une chaîne de traitement faisant appel à un ensemble de module.

Les données brutes contiennent les données de réflectivité et les données de navigation. Avant de débuter le traitement de la réflectivité sensu stricto, il est nécessaire d’extraire la navigation des données brutes pour pouvoir la traiter en la lissant et en épurant les positions aberrantes.

Une fois la navigation traitée, celle-ci doit être fusionnée avec les données de réflectivité pour obtenir des données acoustiques géoréférencées sur lesquelles une longue série de traitements sera appliquée.

Le premier traitement consiste à effectuer une correction de halo sur l’ensemble des profils afin d’égaliser la dérive des valeurs de réflectivité en fonction de l’angle d’incidence. Pour cela, un ou plusieurs fichiers d’antenne (fonction de l’hétérogénéité de la zone étudiée) sont créés pour chaque zone de réflectivité

homogène. Ensuite, ces fichiers d’antenne sont modélisés en calculant une valeur de réflectivité tous les n degrés et le gain de référence de la zone sur un secteur angulaire représentatif. La correction de halo correspond à l’application de ces fichiers modélisés aux fichiers bruts.

Le second traitement consiste à corriger et valider la hauteur et la réduction de portée.

Le troisième traitement a pour objectif de nettoyer et valider des données d’en tête de lignes notamment le cap et l’immersion.

Le quatrième traitement aboutit à la constitution de la mosaïque finale. Deux étapes sont distinguées. Tout d’abord la préparation de la mosaïque en définissant les données d’entrée (fichiers de réflectivité et navigation) et la géométrie de la mosaïque (projection et orientation de la mosaïque). Puis l’image mosaïque, dont les valeurs de réflectivités sont codées en niveau de gris, est conçue à partir des caractéristiques de la mosaïque définies dans la première étape et des profils sélectionnés. Une mosaïque globale ou des mosaïques par profils peuvent être ainsi conçues.

Par la suite, le logiciel Caraïbes permet d’exporter la mosaïque globale ou les mosaïques de chacun des profils (format ascii ou flt) pour une analyse sous SIG.

c. Prélèvements sédimentaires

- Lavage et granulométrie par tamisage

Les échantillons sont lavés à l’eau douce sur un tamis de maille 63 µm afin de séparer la fraction fine de la fraction grossière. L’eau chargée en particules fines est récupérée et laissée à décanter dans de grandes coupelles. Une fois décantée les fines (< 63 µm) sont récupérées et pesées après séchage en étuve (à 60°C). Une fois sec, le refus de tamis grossier est trié granulométriquement sur une colonne de tamis. La colonne est constituée de 26 tamis de mailles carrés (en mm) : 20 / 16 / 12,5 / 10 / 8 / 6,3 / 5 /4 / 3,15 / 2,5 / 2 / 1,6 / 1,25 / 1 / 0,8 / 0,63 / 0,5 / 0,4 / 0,315 / 0,25 / 0,2 / 0,16 / 0,125 / 0,1 / 0,08 / 0,063. Une fois décantée le sous-échantillonnage fin est récupéré et pesé après séchage (à 60°C). Les données granulométriques de chaque classe sont rentrées dans le logiciel GRANUSH développé par le Service Hydrographique et Océanographique de la Marine (SHOM). Ce logiciel permet : (i) de calculer les pourcentages massiques des différents refus de tamis et de dessiner des courbes granulométriques cumulatives, (ii) de calculer les paramètres granulométriques de chaque échantillon selon la méthode des moments statistiques (Rivière, 1977) ainsi que la typologie du sédiment selon la classification de Folk (1954).

- Granulométrie laser

Un granulomètre laser de laboratoire de type LS230 de la société Beckman a été utilisé pour détailler le spectre granulométrique de certains échantillons sédimentaires. Il présente une gamme de mesure comprise entre 0,04 et 2 000 µm. L’échantillon est éclairé successivement à trois longueurs d’onde : 450 nm, 600 nm et 900 nm.

- Calcimétrie

Le calcimètre Bernard est un outil qui permet de mesurer la proportion de carbonate de calcium des composants d’une roche ou d’un sédiment.

Cette technique consiste à utiliser la propriété du carbonate de calcium (CaCO3) à se décomposer, sous l'action de l'acide chlorhydrique, en H2O et CO2. Le volume de CO2 dégagé, issu de la décomposition du carbonate, est mesuré dans une colonne graduée étanche par la variation du niveau d'eau.