Marine Strategy Framework Directive - Task Group 11 Report Underwater Noise and Other Forms of Energy

The Marine Strategy Framework Directive (2008/56/EC) (MSFD) requires that the European Commis-sion (by 15 July 2010) should lay down criteria and methodological standards to allow consistency in approach in evaluating the extent to which Good Environmental Status (GES) is being achieved. ICES and JRC were contracted to provide scientific support for the Commission in meeting this obligation. A total of 10 reports have been prepared relating to the descriptors of GES listed in Annex I of the Directive. Eight reports have been prepared by groups of independent experts coordinated by JRC and ICES in response to this contract. In addition, reports for two descriptors (Contaminants in fish and other seafood and Marine Litter) were written by expert groups coordinated by DG SANCO and IFREMER respectively. A Task Group was established for each of the qualitative Descriptors. Each Task Group consisted of selected experts providing experience related to the four marine regions (the Baltic Sea, the North-east Atlantic, the Mediterranean Sea and the Black Sea) and an appropriate scope of relevant scien-tific expertise. Observers from the Regional Seas Conventions were also invited to each Task Group to help ensure the inclusion of relevant work by those Conventions. This is the report of Task Group 11 Underwater noise and other forms of energy.JRC.DDG.H.5-Rural, water and ecosystem resource

Amélioration du traitement numérique des signaux dans les systèmes actifs en protection auditive

Afin de réaliser une atténuation active du bruit (ANR) sous un protecteur auditif actif avec un filtre numérique, il est nécessaire que ce filtre s'exécute en temps réel sur une bande fréquentielle importante avec une grande dynamique. Les filtres numériques de type RII sont les seuls à pouvoir respecter la contrainte du temps réel. Cependant l'effet de la quantification des coefficients et des signaux ainsi que la propagation de l'erreur d'arrondi réduisent les performances. Diverses solutions ont été adaptées afin de minimiser les effets de la quantification. En revanche pour augmenter la dynamique du filtre, il a été nécessaire de développer un nouvel algorithme pour les filtres de type RII. Cet algorithme appelé "algorithme adapté", a pour but essentiel de minimiser la propagation de l'erreur d'arrondi entre les étapes successives. Des protections auditives actives utilisant ces filtres de compensation numériques ont donc pu être réalisées. Ce filtre numérique permet de régler le gain de la boucle ouverte afin d'avoir l'optimum pour l'atténuation active. On a pu vérifier que les protections auditives actives numériques sont maintenant aussi performantes mais plus flexibles que les protections réalisées en technologie analogique. Le fait d'utiliser un système numérique permet d'ajouter facilement des fonctionnalités annexes au système ANR, comme par exemple : l'insertion de la voie de phonie, une procédure "Marche-Arrêt" automatique et un système ANR à double filtre.VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceF

Détection des instabilités des sédiments marins par des précurseurs acoustiques

Dans ce travail, qui est une contribution à la caractérisation acoustique des fonds marins, des méthodes de caractérisation de zones sédimentaires présentant des risques d'instabilité ont été tout particulièrement étudiées. Celles-ci peuvent être la conséquence de la concentration de gaz qui modifie les propriétés de cohésion du sédiment. Les travaux réalisés se décomposent en trois phases. Une étude expérimentale en cuve a, tout d'abord, été menée sur l'instabilité des pentes et de son contrôle par la mesure des fluctuations des paramètres de cisaillement en fonction de la concentration de gaz piégé dans le milieu. La combinaison d'approches sonar actif et passif a permis la corrélation de la migration du gaz avec l'atténuation des ondes de cisaillement. Les propriétés de ces ondes étant difficiles à mesurer simplement in situ, nous nous sommes orientés vers l'utilisation d'ondes guidées de Stoneley-Scholte, dont les caractéristiques sont intimement liées aux paramètres de cisaillement, pour surveiller les modifications du milieu. L'étude de la réflexion-réfraction de cette onde à l'interface séparant deux milieux solides a été réalisée et a montré que les composantes générées sont des ondes de Stoneley-Scholte dont les propriétés (célérité, pénétration) dépendent des substrats de propagation. Des coefficients de réflexion et de transmission en énergie ont été calculés en fonction de l'angle d'incidence pour différents contrastes d'impédance. Les lois de Snell-Descartes vérifiées par de ces ondes ont conduit à l'utilisation conjointe ces ondes et des techniques de tomographie par transmission afin de reconstruire les paramètres du sédiment exploré. Quatre approches (pseudo-inverse, rétroprojection, ART et SIRT) ont été développées et testées à partir de données obtenues en cuve sur des maquettes à échelle réduite. Les méthodes de rétroprojection et SIRT permettent d'obtenir une bonne estimation des variations de la vitesse du fond sédimentaire.In this work, which is a contribution to the acoustic investigation of the seabed; we have studied methods for characterizing the sedimentary zones of possible risk of instability. Instabilities may be the consequence of the gas concentration that modifies the cohesion properties of the sediments. The presented work is divided into three parts. First, an experimental study on mock-ups was conducted on the instability of the slopes and on its monitoring by the measurement of the shear parameter fluctuations with respect the gas concentration in the medium. The combination of both active and passive acoustic approaches allowed the correlation of the gas migration and of the shear wave s attenuation. Unfortunately, the properties of these waves are difficult to measure in situ. Thus, we investigated the use of guided waves such as Stoneley-Scholte propagating along the interface between the water and the sediment, whose characteristics depend highly on the shear parameter, to monitor the modifications of the medium. The study of both reflection and refraction of such waves, at the interface separating two solids, was carried out and showed that the generated components are Stoneley-Scholte waves whose properties (velocity, penetration) depend on the propagation mediums. Both reflection and transmission coefficient, were calculated according to the angle of incidence for various values of impedance contrast. The Snell-Descartes laws were verified by these waves. Then both surface waves and transmission tomography techniques were used for recovering the parameters of the explored sediment. Four approaches (pseudo-inverse, back projection, ART and SIRT) have been investigated and tested on experimental data obtained on mock-ups. Both back projection and SIRT methods provided a fair estimation of the velocity changes in the sediment.VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceF

Application de l'analyse temps-frequence a la caracteiisation de cibles

La caractérisation d'une cible élastique par analyse du champ acoustique diffusé nécessite de prendre en compte des caractéristiques à la fois temporelles et fréquentielles des différentes ondes de surface mises en jeu. Nous proposons donc d'aborder le problème directement dans le plan temps-fréquence, en choisissant comme outil de base la transformation de Wigner-Ville. Quelques possibilités de la méthode proposée (séparation d'ondes, estimation de résonances, d'amortissement, de dispersion de vitesse,...) sont illustrées sur un exemple simulé de coque sphérique

Time-frequency analysis of the bistatic acoustic scattering from a spherical elastic shell

International audienc

Interaction ondes/interfaces en contexte sismique

Many major challenges of the twenty- first century in the economic, social, or environmental fields, require a careful characterization of the geological structures of the Earth. Seismics is probably the most widely used technique to explore the environment at large scales. Imaging and characterizing the subsurface from real seismic data however is a di fficult task, and the di fficulty increases since the wave propagation in complex and heterogeneous natural systems is poorly understood. It is therefore essential to identify the geological features, which signi ficantly in fluence the wave propagation in a given confi guration, and to understand their interaction with the seismic waves. To model the wave characteristics one has to account for the complexity of natural environments through which the waves propagate, but also for the contact laws between the geological media, and for the limitations introduced by the seismic waves themselves. This manuscript summarizes the work I have developed essentially on the understanding and on the modeling of the wave/interface interaction using multidisciplinary approaches. Besides basic knowledge of the physical mechanisms underlying the wave propagation in complex media (e.g., the vertical and the lateral seismic resolutions, the de finition of the 3D seismic refl ector, the interface scattering, and the in fluence of the anisotropy on surface waves), applied works dedicated to the oil and gas exploration or to the monitoring of geological storage of CO2 have also been developed.Certains besoins économiques, sociétaux ou environnementaux nécessitent une caractérisation approfondie des structures géologiques du sous-sol. Parmi les différentes méthodes géophysiques, la sismique est sans doute celle qui est le plus souvent privilégiée. Imager et caractériser le sous-sol à partir de données réelles acquises sur le terrain est cependant un problème inverse généralement di fficile à résoudre. Il l'est d'autant plus si le problème direct associé n'a pas été au préalable "maîtrisé" a minima, c'est-à-dire si l'on ne dispose pas d'une modélisation réaliste de la propagation des ondes. Pour cela, il semble essentiel, pour modéliser les données sismiques synthétiques a fin de les rendre comparables aux données réelles, d'identi fier et de comprendre en premier lieu les facteurs géologiques et/ou physiques de premier ordre qui in fluencent la propagation des ondes dans une con figuration donnée. Cela suppose qu'on prenne en compte à la fois les lois de comportement des couches géologiques traversées et les lois de contact entre ces couches, mais aussi les limitations introduites par le système d'observation constitué par les ondes sismiques. Ce mémoire décrit les travaux que j'ai menés essentiellement sur la compréhension et la modélisation de l'interaction ondes/interfaces en me basant sur des approches pluridisciplinaires. Outre l'aspect fondamental d'une meilleure connaissance des mécanismes physiques sous-jacents à la propagation des ondes dans des milieux complexes (e.g., les résolutions sismiques verticale et latérale, la dé finition du ré flecteur sismique 3D, la diffusion d'interface et l'in fluence de l'anisotropie sur les ondes de surface), des aspects plus appliqués, dédiés notamment à l'exploration de gisements énergétiques ou à la surveillance de réservoirs géologiques de stockage du CO2, ont été également développés