Publié le 10 novembre 2022
Dans la partie belge de la mer du Nord, il est important de surveiller les zones turbides. La turbidité est en effet un des paramètres clés présentant un risque d’impact écologique négatif. L'augmentation des activités humaines, telles que la construction de parcs éoliens offshore ou les activités de dragage, peut influencer de manière significative la variabilité des particules en suspension (SPM : Suspended Particulate Matter). Pour une gestion durable des côtes, il est donc essentiel d'améliorer notre compréhension de la variabilité de ces particules en suspension, que celle-ci soit d’origine naturelle ou anthropique.
L’équipe du projet STEREO III TIMBERS (3D Turbidity assessment through Integration of MultiBeam Echo-sounding and optical Remote Sensing), composée de chercheurs du VITO et du VLIZ (Vlaams Instituut voor de Zee), a investigué la possibilité de générer des profils verticaux de turbidité en 3D dans la colonne d'eau de mer en combinant deux techniques, à savoir la télédétection optique et le sondage acoustique multifaisceaux (MBES: MultiBeam Echo-sounding).
Mouvement 'yoyo' des mesures de turbidité avec collecte simultanée de données multifaisceaux sur la colonne d'eau
La turbidité dérivée des données satellitaires est un produit qui figure déjà dans le catalogue des entreprises spécialisées dans le traitement des données d'observation de la Terre. Ce paramètre fournit des informations sur la turbidité dans les couches supérieures de la colonne d'eau.
En revanche, l’extraction de la turbidité à partir de sondages acoustiques MBES est une technique relativement récente qui n'est pas encore exploitée sur le terrain et qui ouvre la possibilité d'obtenir des informations sur la turbidité dans les couches inférieures de la colonne d'eau.
Dans le cadre du projet TIMBERS, plusieurs campagnes de terrain ont été organisées dans la partie belge de la mer du Nord, zone dynamique bien connue et présentant une turbidité importante. Des données radiométriques hyperspectrales de la surface de l'eau ainsi que des informations sur la turbidité et les particules en suspension de la colonne d'eau (par exemple, leur distribution granulométrique et leurs caractéristiques de rétrodiffusion optique) ont été collectées.
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Image de drone acquise lors d'une des campagnes de terrain TIMBERS (21.04.2021). A droite, l'image en vraie couleur; à gauche, la carte de turbidité dérivée. Le navire génère un panache de turbidité et a un impact sur les mesures in-situ recueillies.
Les chercheurs du projet TIMBERS ont pu définir des protocoles optimisés pour la collecte et le traitement des données multifaisceaux de la colonne d'eau nécessaires à l'extraction de la turbidité. De même, des protocoles destinés à déterminer la qualité des données radiométriques hyperspectrales (score QWIP, Dierssen et al., 2022) ont été développés. L'équipe a également pu évaluer les algorithmes les plus appropriés pour la récupération de la turbidité en mer du Nord à partir de données satellitaires et de drones. Le processus ainsi développé pour le projet TIMBERS a permis de générer des cubes 3D de matières en suspension (mg/l) composés de données multifaisceaux pour la partie basse et de valeurs de turbidité extraites de données satellitaires pour la partie haute.