High resolution identification of an underwater channel from unknown transient stimuli

Cette communication présente un pré-traitement dédié à la tomographie passive océanique. Pour une source unique, l'estimation de sa fréquence instantanée permet l'estimation de la réponse impulsionnelle du canal en présence de trajets multiples. Grâce à l'utilisation de la transformée de Wigner Ville ou de transformées basées sur un noyau gaussien, des performances équivalentes à celles du filtrage adapté sont obtenues. Deux outils Temps Fréquence Haute Résolution sont alors proposés pour améliorer la solution initiale

Whistle source levels of free-ranging beluga whales in Saguenay-St. Lawrence marine park

International audienceWild beluga whistle source levels (SLs) are estimated from 52 three-dimensional (3D) localized calls using a 4-hydrophone array. The probability distribution functions of the root-mean-square (rms) SL in the time domain, and the peak, the strongest 3-dB, and 10-dB SLs from the spectrogram, were non-Gaussian. The average rms SL was 143.8 +- 6.7 dB re 1microPa at 1m. SL spectral metrics were, respectively, 145.8 +- 8 dB, 143.2 +-7.1 dB, and 138.5 +-6.9 dB re 1 microPa. 1microPa / Hz at 1m

Comparative analysis of /kwa/ fish sounds recorded during an early ecoacoustics experiment in a Posidonia oceanica seagrass meadow (Ustica Island, 1999)

Passive acoustics enables studying marine habitats thanks to the sound production of their inhabitants. A key question is: “Can fish sounds be used as environmental proxies?” Posidonia oceanica (L.) Delile 1813 seagrass meadows constitute an important ecosystem of the Mediterranean Sea which protects many species of invertebrates and fishes, some of which producing sounds with distinctive features. An arched frequency modulation centred at 747 Hz which aurally sounds like /kwa/ is being investigated as an environmental proxy (Raick et al. 2017). Remarkably, these sounds were already noted as a distinctive feature of the soundscape recorded during an early acoustic ecology experiment, USTICA 99, which measured simultaneously photosynthetic gaseous exchange and fish migration at the scale of a Posidonia meadow (Hermand 2003). We revisit that dataset to describe the specific characteristics and variability of the early recorded /kwa/ sounds and make a comparison with our recent study carried out in France about 500 km north of the Sicilian Island and 15 years later. The sounds have been analysed both individually and all together, i.e., considering the entire choruses. Our comparative analysis based on a dictionary confirms a high homogeneity of the /kwa/’s but with little variations which are examined in detail

La tomographie acoustique océanique: Technique du passé ou de l'avenir?

info:eu-repo/semantics/publishe

La tomographie acoustique océanique: Technique du passé ou de l'avenir?

The concept of basin scale ocean acoustic tomography, born thirty years ago, generated a strong enthusiasm in late twentieth century. This enthusiasm fall as the concept did not led to operational applications. Since a decade the interest for coastal areas, either for civilian or military applications rose again with the new concepts of rapid environmental assessment and coastal tomography, active and discrete. What are the expected evolutions in the short and medium terms of these concepts? This paper explores some future developments for concept and systems of maritime tomography.SCOPUS: ar.jinfo:eu-repo/semantics/publishe

How to use bioacoustics to study submarine canyons biodiversity?

The principle of passive acoustics is to position hydrophones in the water to extract information about biotic and abiotic sounds from the ecosystem. This inexpensive technique (in equipment and human resources) allows to investigate places where man does not have access, like seabeds, and over long periods, allowing to refine observations. In this presentation, we present the methodology and the first preliminary results of the study of the submarine canyon macrofauna in the Mediterranean Sea

Cartographie de la biophonie des écosystèmes côtiers

1922 segments de 10 secondes de mesures sonores ont été enregistrés dans une zone de 4 km² comprise entre le trait de côte et l’isobathe 50 m à la pointe de la Revelatta (Calvi, Corse). Nous caractérisons le paysage acoustique de cette zone complexe qui présente 4 habitats (roche, herbier, sable et coralligène) entrelacés. Le SPL calculé sur la bande biophonique [2 kHz, 40 kHz] est maximum sur la frange rocheuse et décroît vers le large en suivant la régression SPL (Sound pressure Level, dB re. 1μPa) = 147 – 14log10(r) où r est la distance à la côte. Ce modèle de régression s’appuyant sur des considérations énergétiques uniquement laisse penser que les émissions sonores de la roche sont fortes et qu’elles se propagent vers les autres habitats dont les biophonies ne seraient que des captations de celle de la roche. Pour évaluer la validité de cette hypothèse, nous avons étudié la diversité des formes spectrales mesurées. Pour cela, nous avons calculé une analyse en composantes principales (ACP) des 2 millions de spectres collectés. Les deux premières valeurs propres de l’ACP résument plus de 50 % de la variabilité totale des spectres et 80 % de la variabilité de la forme des impulsions. Les scores 1 et 2 de l’ACP forment un nuage continu que nous avons segmenté en 4 familles en fonction du quadrant du plan {score 1, score 2} auquel ils appartiennent. Ces 4 familles définissent 3 signatures spectrales de la biophonie du site étudié (les signatures des quadrants 1 et 2 étant proches) : des impulsions présentant un maximum marqué vers 3 et 4 kHz, des impulsions présentant une bosse entre 5 et 12 kHz, des impulsions présentant un maximum haute fréquence au-delà de 20 kHz. Les 4 proportions des impulsions générées par un habitat dans les quatre quadrants du plan {score 1, score 2} de l’ACP sont proposées comme descripteur de la diversité des formes spectrales de la biophonie d’un habitat. À partir de ce quadruplet de descripteurs, nous avons pu affiner la description du paysage acoustique, bâti initialement sur des considérations énergétiques. Les signatures spectrales des 4 habitats sont constituées des mêmes quatre ingrédients mais dans des proportions différentes. Le coralligène possède une biophonie spécifique différente des autres habitats et cette biophonie est créée par des impulsions hautes fréquences émises au sein du coralligène. La roche présente une production sonore forte avec une grande proportion d’impulsions basses fréquences autour de 3 à 4 KHz. L’herbier et le sable ne produisent pas ou peu d’impulsions, l’herbier écoute la production sonore de la roche alors que le sable écoute celles de la roche et du coralligène.1922 10s-long snapshots of sounds have been measured in a small 4km2 coastal area (depth from 0 m to 50 m) near the pointe of Revelatta, (Calvi, Corse). Our aim is to build the soundscape of this complex area hosting 4 interleaved habitats (rocks, seagrass, sand, coralligenous). Wide Band [2 kHz, 40 kHz] SPL is maximum at the rocks and decrease offshore with the regression law: SPL (dB re.1μPa) = 147 – 14log10(r) with r the distance to the coastline. The range of detection of the biophony of the rocks extends from 1800m to 8300m. This regression law based on energetic criteria only allows to think that the biophony of the rocks is loud and propagates to the others habitats. We assess the diversity of the spectral shape of the biophony by computing the PCA of 2 million of measured spectra. The two first eigenvalues explain 50% of the spectral variability. The spectra and their scores 1 and 2 create a continuous cloud in {score 1, score 2} plan. Then, we propose to segment the data in 4 quadrants depending of the sign of score 1 and score 2 of the PCA. Each quadrant produces a family of spectral signatures (spectrum with high peak at 3 kHz and 4 KHz, spectrum with wide bump between 5 kHz and 12 kHz, spectrum with maximum at high frequency more than 20 kHz). The 4 proportions of impulses from a given habitat in each of the 4 quadrants are proposed to describe the diversity of spectrum shape of this habitat. For our data base, each habitat hosted the four families of spectral signature but with different proportions. The coralligenous hosts its own sound production with high frequency impulses. The rocks hosts its own sound production with low frequency impulses. Seagrass habitats listen to the rocks and sand habitats listen to the rocks and the coralligenous

Désentrelacement de clics par analyse du rythme

Tous les odontocètes émettent de courtes impulsions acoustiques (clics) pour satisfaire une activité de localisation, de chasse ou de communication. Ces impulsions sont le plus souvent émises en trains rythmés. Il est très fréquent d’enregistrer simultanément les clics de plusieurs animaux. Cet article présente une méthode permettant de séparer les trains de clics enregistrés sur un unique hydrophone afin de connaître le nombre d’animaux ayant émis simultanément. La méthode proposée est testée avec succès sur des données simulées et sur des données réelles.All odontocetes produce short acoustic pulses called clicks to perform localization, hunt preys or communicate. These clicks are generally emitted in trains having a certain rhythm. Frequently, click trains from several animals are recorded simultaneously. This paper introduces a method for deinterleaving these click trains with a single hydrophone. As final results it gives the number of animals clicking simultaneously and allows the tracking of rhythm variations within each train. The proposed algorithm is successfully tested on simulated data and validated on real data

Ambiguity and warping : propagation channel estimation for mobile sources

La connaissance de la RI (Réponse Impulsionnelle) d'un canal de propagation est nécessaire pour un grand nombre d'applications dans le domaine de l'acoustique sous-marine comme la communication, la localisation et la détection sonar, la surveillance des mammifères marins, etc. De manière générale, la RI nous informe sur les distorsions que subit un signal se propageant dans un canal. Dans la plupart des cas, le signal est sujet à d'autre déformations dues au mouvement existant entre la source et le récepteur. Le filtrage adapté est une méthode efficace et bien connue pour estimer la RI d'un milieu. Lors de l'estimation de la RI par filtrage adapté, le signal reçu est corrélé avec le signal transmis. Dans la mesure où le mouvement existant entre la source et le récepteur n'est pas toujours maîtrisé, le signal reçu pourrait être alternativement corrélé avec une famille de signaux de référence qui prennent en compte les temps de propagation et les décalages Doppler envisageables. Dans les scénarii où les signaux transmis sont de type large bande, il est nécessaire de modéliser le mouvement comme une déformaton de l'échelle des temps et celui-ci ne peut pas être approché par un simple décalage fréquentiel. Ce papier se concentre sur les effets du mouvement de la source lors de l'estimation de la RI par filtrage adapté entre le signal transmis et le signal reçu tout en introduisant une nouvelle méthode de compensation du mouvement. La connaissance du signal transmis permet d'estimer la vitesse apparente de chaque trajet de propagation à l'aide du plan d'ambiguïté large bande. Nous introduisons une nouvelle méthode d'estimation de la RI d'un canal de propagation dans les configurations où la source est mobile. Cette méthode rend possible l'utilisation des procédés d'inversion acoustique classiques qui sont définis pour des configurations immobiles. Ce procédé consiste en un filtrage basé sur les opérateurs de déformation temporelle (warping) et le plan d'ambiguïté large bande qui sépare chaque trajet de façon précise afin de supprimer les interférences et d'estimer correctement la RI