Le Sondeur mono faisceau :
Un écho sondeur acoustique classique (mono faisceau) émet une impulsion sonore au travers d'un faisceau dirigé selon la verticale du navire et mesure le temps nécessaire à ce signal pour parcourir le trajet navire / fond / navire.
La formule P = c dt / 2 permet alors de déterminer la profondeur P de la colonne d'eau avec :
- c : la célérité du son dans l'eau (de l'ordre de 1500 m/s)
- dt : la durée du parcours navire / fond / navire
Les faisceaux émis par cet outil peuvent être assimilés à des cônes d'ouverture importante (de 15 à 30 degrés en général). La résolution de ce sondeur demeure donc assez faible : la surface insonifiée (disque couvert par le faisceau) au fond est d'autant plus importante que l'ouverture du cône est grande et que la profondeur est importante.
Le Sondeur multifaisceaux :
Le principe du sondeur multifaisceaux est d'émettre des impulsions sonores sur une ligne de plusieurs faisceaux perpendiculaire à l'axe du navire. La technique généralement utilisée est dite des " faisceaux croisés " car l'émission du signal sonore et la réception de l'écho réfléchi s'effectuent selon des faisceaux dont l'intersection représente la surface sondée.
L'ouverture des faisceaux (cônes) est plus faible (de l'ordre de 2°) longitudinalement mais très large latéralement (de 30° à 150° suivant les sondeurs).
Schéma de fonctionnement d'un sondeur mono faisceau et multifaisceaux
(SHOM, 2006)
La fréquence d'émission des ondes du sondeur multifaisceaux dépend de la profondeur de la zone et de la résolution désirée : (plus la fréquence est élevée, moins le fond doit être éloigné des émetteurs mais plus le résultat est précis).
Tableau de la fréquence utilisée en fonction de la profondeur sondée en bathymétrie
(SHOM, 2006)
Domaines d'applications :
- Les travaux de bathymétrie sont la base de toutes recherches océanographiques, la cartographie sous-marine est utilisée entre-autres pour comprendre et modéliser les mouvements des masses d'eau.
- En industrie pétrolière ou offshore, pour la pose de pipe-lines ou de câbles sous-marins.
Avantages (pour le sondeur multifaisceaux) :
- Couverture bathymétrique plus large.
- Résolution supérieure à celle du sondeur mono faisceau.
- Visualisation en trois dimensions du fond avec les modèles numériques de terrain (MNT).
Limites :
- Coût du matériel élevé.
- Acquisition et traitement complexes.
- La résolution par des fonds de 5 000 mètres est faible (précision de 20 à 30 mètres).
- Les contours observés en temps réel intègrent de nombreux effets (mouvements du navire, dégradation de la qualité des mesures sur les faisceaux les plus éloignés de l'axe du navire).
- La précision des données des sondeurs multifaisceaux n'est pas supérieure à celle des sondeurs mono faisceaux, les données de bathymétrie acquises par ces sondeurs respectent les mêmes normes hydrographiques en termes de précision verticale.
Carte bathymétrique du Golfe du Lion
(IFREMER, 2006)