ISSN 0850-1602 ETUDE METHODOLOGIQUE DES...
ISSN 0850-1602
ETUDE METHODOLOGIQUE
DES RELATIONS ENTRE DENSITES
ACOUSTIQUES DES POPULATIONS
DE POISSONS OBSERVEES DE JOUR
ET DE NUIT A PROXIMITE DE DAKAR
DOCUMENT
SCIENTIFIQUE
C E N T R E UE R E C H E R C H E S OCÉANOGRAPHIlJUES D E D A K A R - TIAROYE
NUMERO 12 7
+ I N S T I T U T S É N É G A L A I S D E R E C H E R C H E S A G R I C O L E S +
ETUDE METHODOLOGIQUE DES RELATIONS
ENTRE DENSITES ACOUSTIQUES DES POPULATIONS
DE POISSONS OBSERVEES DE JOUR ET DE NUIT
A PROXIMITE DE DAKAR
J e a n J a c q u e s LEVENEdf) e t N i c o l a s 6Ed2)
R E S U M E
Une courte prospection acoustique en baie de Gorée (Sénégal)
n’a pas confirmé que les lois de distribution des densités évaluées
par écho-intégration de jour et de nuit dans une même zone peuvent
se déduire l’une de l’autre par homothétie comme cela s’est vérifié
sur la côte nord-sénégalaise en 1989. Des migrations nycthémér-ales
vers la côte et vers la surface ont été mises en évidence.
Mots clés : Acoustique - géostatistiques - migrations -
pélagiques tropicaux.
(1) Chargé de recherches ORSTOM en poste au CKODT-ISKA.
(2) Stagiaire ORSTOM.
2
ABSTRACT
RELATIONSHIP BETWEEN DAY AND NITHT ACOUSTICAL
DENSITES OF TROPICAL PELAGIC FISHES IN SENEGAL
A short acoustic survey in the “baie de Gorée” (Senegal) did not
confirm that the distribution laws of fish densities (evaluated by day
and night echo-integration in the same zone) cari be deduced from
one another homothetically like it has been done on the North-
Senegalese toast in 1989. Nycthemeral migrations toward the toast
and the surface have been shown.
Key words : Acoustics - geostatistics - migrations - pelagic
tropical fish.
INTRODUCTION
Les valeurs de densités de poissons évaluées par méthode acoustique varient souvent
entre le jour et la nuit et plusieurs hypothèses expliquent ces variations. Une d’elle tient au
comportement des poissons pélagiques qui ont tendance à se regrouper en bancs tres
denses le jour et à se disperser la nuit, ce qui revient à dire que la structure des valeurs de
densit.é observées le jour est plus h-régulière (corrélation spatiale faible) que celle des valeurs
de nuit. Cette étude ponctuelle qui s’est déroulée du 22 mai 1991. avait pour objet de
récolter des données pour vériffer si cette hypothèse est toujours vraie.
1. MATERIEL ET METHODE
1.1. MATERIEL
Le N/O Louis Sauger est un navire de recherches de 36.75 mètres grêé en chalutier
pêche arrière.
Le matériel acoustique est constitue d’un ensemble complet d’écho-intégration
BIOSONICS : sondeur 120 kHz à base remorquée de 10” de faisceau acoustique, integrateur
numérique modèle 120.
Les calibrations ont donné pour SL et Gl des valeurs proches de celles fournies par le
constructeur. à savoir :
SL = 223 dB et G 1 = - 142 dB
1.2. METHODE
Les mêmes épaisseurs de tranches d’intégration que celles utilisées pendant les
campagnes de prospection habituelles ont été sélectionnées, à savoir :
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3
Une TS moyenne de -35 dB/kg a eté utilisée.
Les fonds de 10 à environ 80 m ont été prospectés selon un parcours en zig zag entre
les parallèles 14”20 N et 14”40 N. Environ 160 milles, également répartis entre le jour et la
nuit ont été parcourus.
Les études effectuées sur les données de la partie nord de la campagne ECHOSAR 15
du N/O Louis Sauger ont montré des variogrammes ayant une portée de 9 à 10 milles pour
les données de nuit et de 2 à 3 milles pour les données de jour. La longueur des radzks a
donc été fixée à une vingtaine de milles car on ne peut utiliser pour le calcul des
variogrammes que des distances maximales égales à la moitié du champ.
Un pas de 05 mille a été choisi pour collecter les informations au cours de cette
campagne méthodologique car cela présentait plusieurs avantages :
- augmentation du nombre de mesures de même nature dimensionnelle
;
I donnée disponible et peu coûteuse en moyens humains pour une campagne de
courte durée ;
- possibilité de la combiner en donnée par mille nautique en moyennant deux données
successives et donc de se recaler sur un cas “classique” ;
- accès à une structure plus fine de la régionalisation des concentrations de poissons ;
- souplesse de calcul dans les tolérances des intervalles de distance lors du cak~l des
variogrammes.
Mentionnons que la prospection s’est déroulée durant le deuxième quartier du cycle
lunaire, que la lune était voilée par une couverture nuageuse réguliîre. let que le Iravire
n’avait que ses feux de route allumés.
2. TRAITEMENT DES DONNEES
- Les positions en latitude et longitude ont été lissées pour pallier aux erreurs du
navigateur satellite et se repositionner sur le parcours théorique.
- La vitesse surface du navire étant constante (9 noeuds) chaque radiale a ete divisée
en autant d’éléments de longueur identique qu’elle comprenait de séquences intégrées.
” La première tranche d’intégration (3-5 mètres) a été éliminée lorsqu’elle comprenait
du bruit de surface : une vingtaine de données de ce type ont été écartées sur les fonds les
plus importants.
- 47 tranches d’intégrations réparties sur douze séquences observées de nuit sur des
fonds voisins de 80 mètres et correspondant à du plancton ont été annulées.
- La fin de la radiale 105 (14 séquences) a été parcourue au lever du jour : les trois
dernières séquences ont été parcourues de jour. Ces données ne comportant qui: des
valeurs moyennes ont néanmoins été assimilées à des données de nuit.
- Le reste du traitement a été effectué de manière habituelle de façon à obterur par
séquence des densités exprimées en tonnes par mille nautique carré,
- La représentation graphique des isocontours de densités a été effectuée apres
Krigeage des données et celle des températures après seulement une pondération par
l’inverse du carré des distances.
4
3. RESULTATS
3.1. DENSITES
Les parcours effectués et les valeurs observées sont représentés aux figures 1 el 2.
164 séquences ont été obtenues de nuit et 166 de jour. Les valeurs s’échelonnent du 1 au
10 994 de nuit et de 0 à 6 522 de jour ainsi qu’on peut le voir aux différents tableaux
regroupes à l’annexe 1.
Les concentrations de poissons étaient importantes ce qui explique des densités
moyennes tr& fortes, de l’ordre de 325, observées de jour comme de nuit. IR rapport global
des valeurs jour-nuit est proche de 1 pour cette campagne particulière.
3.2. STRUCTURE DE REPARTITION DES DENSITES
Le tableau 1 montre que, de jour, les neuf valeurs plus élevées contribuent à 50 % de
l’estimation tandis que, de nuit, quatre valeurs suffisent pour atteindre ce pourcenlage..
Les courbes des pourcentages cumulés de contribution des valeurs classées par ordre
décroissant au total de l’estimation ne se superposent pas (figure 3), ce qui indique q.Je les
lois de distribution des densités de jour et de nuit ne peuvent se déduire l’une de i’autre par
homothétie comme c’était le cas pour les valeurs obsenrées sur la côte nord du Sénégal au
cours de la campagne ECHOSAR 15.
3.3. REPARTITION PAR ZONES BATHYMJZTFUQUES
Les pics de densités se situent entre les isobathes 31 et 35 m de nuit et entre les
isobathes 21-25 et 26-30 mètres de jour (fig. 3 et 4) ; une migration apparente des densités
de poissons vers la côte entre la nuit et le jour est nettement visible sur la figure.
De jour comme de nuit, 90 % de la somme des densités se situe dans les fonds
inférieurs à 40 mètres (fig. 5) tandis qu’au delà de I’isobathe 40 mètres les densités restent
faibles.
3.4. REPARTITION PAR TRANCHES DE PROFONDEURS
Les fortes densités de poissons sont situées plus en surface de jour que nuit (fig. 6, 7).
70 % de la somme des densités est située dans la tranche 5-10 mètres de ijour tandis que,
de nuit, le poisson est plus profond avec respectivement 40 à 49 % du total des densites
dans les tranches 5 à 10 mètres et 10 à 15 mètres.
89 % de la somme des densités est atteinte dans les 15 premiers mètres sous la base
de transducteur de nuit alors que ce pourcentage n’est atteint qu’au 35 premiers mètres de
jour (fig. 8) ce qui laisse supposer une migration nycthémérale des poissons qtii se
rapprocheraient de la surface de nuit.
Moins de 3 % de la somme des densités se trouve dans les tranches 35 à 100 mètres
de nuit alors qu’on en trouve près de 11 % de jour. Cette différence voisine de 8 %, est au
signe près, celle que l’on observe dans les 15 premiers mètres sous la base du transducteur
entre le jour et la nuit.
Les figures 4 à 9 représentent les isocontours de densités et de température obx.enus
après krigeage ou pondération des données. Les principales concentrations sont réparties
entre les isobathes 25 et 40 mètres. 11 semble que les très fortes concentrations soient
centrées sur l’isotherme 17°C et que le déplacement vers la côte de cet isotherme enrre la
nuit et le jour ait entraîné avec lui les poissons, mais une étude plus approfondie, incluant
les données satellitaires, sera nécessaire pour vérifier cette hypothèse.
5
CONCLUSION
Les résultats de cette campagne méthodologique, tant en ce qui concerne l’évolution
des densites moyennes entre jour et nuit qu’en ce qui concerne la forme de la loi de
distribution de ces densités, ne correspondent pas à ce à quoi on s’attendait. à savoir
estimation de densité plus forte de nuit que de jour et homothétie dans les allures des lois
de distribution.
Les valeurs de nuit, si on excepte les quatre tres fortes valeurs, sont plus
régulièrement réparties que celle de jour (29 valeurs de jour pour 49 valeurs de nui; sont
nécessaires pour passer de 50 à 90 % de la quantité totale observée), ce qui est conforme à
la théorie générale.
Cette campagne laisse donc supposer une double migration nycthémérale vers lxr côte
et vers la surface quand on passe de la nuit au jour.
Faute de temps, aucune pêche d’identification n’a été effectuée pendant la
prospection, mais des essais de chalut pélagique effectués au hasard (l’objectif ëtant de
tester le netzsonde) la veille et le lendemain de la prospection ont montré la présence de
chinchards jaunes fDecap&rus rhonchus), de bogues (Boops boops), de ceintures (Trfcfritrrus
Lepturus au large) et de sardines (Sardina pilchardus). Ces dernières pêchées sur des fonds
de 40 mètres avaient une taille modale de 10 cm.
Cette étude est limitée dans le temps et devrait être complétée par d’autres études en
d’autres saisons avant que ces résultats puissent être généralisés.
7
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ETUDE METHODOLOGIQUE
DES RELATIONS ENTRE DENSITES
ACOUSTIQUES DES POPULATIONS
DE POISSONS OBSERVEES DE JOUR
ET DE NUIT A PROXIMITE DE DAKAR
DOCUMENT
SCIENTIFIQUE
C E N T R E UE R E C H E R C H E S OCÉANOGRAPHIlJUES D E D A K A R - TIAROYE
NUMERO 12 7
+ I N S T I T U T S É N É G A L A I S D E R E C H E R C H E S A G R I C O L E S +
ETUDE METHODOLOGIQUE DES RELATIONS
ENTRE DENSITES ACOUSTIQUES DES POPULATIONS
DE POISSONS OBSERVEES DE JOUR ET DE NUIT
A PROXIMITE DE DAKAR
J e a n J a c q u e s LEVENEdf) e t N i c o l a s 6Ed2)
R E S U M E
Une courte prospection acoustique en baie de Gorée (Sénégal)
n’a pas confirmé que les lois de distribution des densités évaluées
par écho-intégration de jour et de nuit dans une même zone peuvent
se déduire l’une de l’autre par homothétie comme cela s’est vérifié
sur la côte nord-sénégalaise en 1989. Des migrations nycthémér-ales
vers la côte et vers la surface ont été mises en évidence.
Mots clés : Acoustique - géostatistiques - migrations -
pélagiques tropicaux.
(1) Chargé de recherches ORSTOM en poste au CKODT-ISKA.
(2) Stagiaire ORSTOM.
2
ABSTRACT
RELATIONSHIP BETWEEN DAY AND NITHT ACOUSTICAL
DENSITES OF TROPICAL PELAGIC FISHES IN SENEGAL
A short acoustic survey in the “baie de Gorée” (Senegal) did not
confirm that the distribution laws of fish densities (evaluated by day
and night echo-integration in the same zone) cari be deduced from
one another homothetically like it has been done on the North-
Senegalese toast in 1989. Nycthemeral migrations toward the toast
and the surface have been shown.
Key words : Acoustics - geostatistics - migrations - pelagic
tropical fish.
INTRODUCTION
Les valeurs de densités de poissons évaluées par méthode acoustique varient souvent
entre le jour et la nuit et plusieurs hypothèses expliquent ces variations. Une d’elle tient au
comportement des poissons pélagiques qui ont tendance à se regrouper en bancs tres
denses le jour et à se disperser la nuit, ce qui revient à dire que la structure des valeurs de
densit.é observées le jour est plus h-régulière (corrélation spatiale faible) que celle des valeurs
de nuit. Cette étude ponctuelle qui s’est déroulée du 22 mai 1991. avait pour objet de
récolter des données pour vériffer si cette hypothèse est toujours vraie.
1. MATERIEL ET METHODE
1.1. MATERIEL
Le N/O Louis Sauger est un navire de recherches de 36.75 mètres grêé en chalutier
pêche arrière.
Le matériel acoustique est constitue d’un ensemble complet d’écho-intégration
BIOSONICS : sondeur 120 kHz à base remorquée de 10” de faisceau acoustique, integrateur
numérique modèle 120.
Les calibrations ont donné pour SL et Gl des valeurs proches de celles fournies par le
constructeur. à savoir :
SL = 223 dB et G 1 = - 142 dB
1.2. METHODE
Les mêmes épaisseurs de tranches d’intégration que celles utilisées pendant les
campagnes de prospection habituelles ont été sélectionnées, à savoir :
3
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25
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-
75 m
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20 - 25 m
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50 m
200 - 2 5 0 m
3
Une TS moyenne de -35 dB/kg a eté utilisée.
Les fonds de 10 à environ 80 m ont été prospectés selon un parcours en zig zag entre
les parallèles 14”20 N et 14”40 N. Environ 160 milles, également répartis entre le jour et la
nuit ont été parcourus.
Les études effectuées sur les données de la partie nord de la campagne ECHOSAR 15
du N/O Louis Sauger ont montré des variogrammes ayant une portée de 9 à 10 milles pour
les données de nuit et de 2 à 3 milles pour les données de jour. La longueur des radzks a
donc été fixée à une vingtaine de milles car on ne peut utiliser pour le calcul des
variogrammes que des distances maximales égales à la moitié du champ.
Un pas de 05 mille a été choisi pour collecter les informations au cours de cette
campagne méthodologique car cela présentait plusieurs avantages :
- augmentation du nombre de mesures de même nature dimensionnelle
;
I donnée disponible et peu coûteuse en moyens humains pour une campagne de
courte durée ;
- possibilité de la combiner en donnée par mille nautique en moyennant deux données
successives et donc de se recaler sur un cas “classique” ;
- accès à une structure plus fine de la régionalisation des concentrations de poissons ;
- souplesse de calcul dans les tolérances des intervalles de distance lors du cak~l des
variogrammes.
Mentionnons que la prospection s’est déroulée durant le deuxième quartier du cycle
lunaire, que la lune était voilée par une couverture nuageuse réguliîre. let que le Iravire
n’avait que ses feux de route allumés.
2. TRAITEMENT DES DONNEES
- Les positions en latitude et longitude ont été lissées pour pallier aux erreurs du
navigateur satellite et se repositionner sur le parcours théorique.
- La vitesse surface du navire étant constante (9 noeuds) chaque radiale a ete divisée
en autant d’éléments de longueur identique qu’elle comprenait de séquences intégrées.
” La première tranche d’intégration (3-5 mètres) a été éliminée lorsqu’elle comprenait
du bruit de surface : une vingtaine de données de ce type ont été écartées sur les fonds les
plus importants.
- 47 tranches d’intégrations réparties sur douze séquences observées de nuit sur des
fonds voisins de 80 mètres et correspondant à du plancton ont été annulées.
- La fin de la radiale 105 (14 séquences) a été parcourue au lever du jour : les trois
dernières séquences ont été parcourues de jour. Ces données ne comportant qui: des
valeurs moyennes ont néanmoins été assimilées à des données de nuit.
- Le reste du traitement a été effectué de manière habituelle de façon à obterur par
séquence des densités exprimées en tonnes par mille nautique carré,
- La représentation graphique des isocontours de densités a été effectuée apres
Krigeage des données et celle des températures après seulement une pondération par
l’inverse du carré des distances.
4
3. RESULTATS
3.1. DENSITES
Les parcours effectués et les valeurs observées sont représentés aux figures 1 el 2.
164 séquences ont été obtenues de nuit et 166 de jour. Les valeurs s’échelonnent du 1 au
10 994 de nuit et de 0 à 6 522 de jour ainsi qu’on peut le voir aux différents tableaux
regroupes à l’annexe 1.
Les concentrations de poissons étaient importantes ce qui explique des densités
moyennes tr& fortes, de l’ordre de 325, observées de jour comme de nuit. IR rapport global
des valeurs jour-nuit est proche de 1 pour cette campagne particulière.
3.2. STRUCTURE DE REPARTITION DES DENSITES
Le tableau 1 montre que, de jour, les neuf valeurs plus élevées contribuent à 50 % de
l’estimation tandis que, de nuit, quatre valeurs suffisent pour atteindre ce pourcenlage..
Les courbes des pourcentages cumulés de contribution des valeurs classées par ordre
décroissant au total de l’estimation ne se superposent pas (figure 3), ce qui indique q.Je les
lois de distribution des densités de jour et de nuit ne peuvent se déduire l’une de i’autre par
homothétie comme c’était le cas pour les valeurs obsenrées sur la côte nord du Sénégal au
cours de la campagne ECHOSAR 15.
3.3. REPARTITION PAR ZONES BATHYMJZTFUQUES
Les pics de densités se situent entre les isobathes 31 et 35 m de nuit et entre les
isobathes 21-25 et 26-30 mètres de jour (fig. 3 et 4) ; une migration apparente des densités
de poissons vers la côte entre la nuit et le jour est nettement visible sur la figure.
De jour comme de nuit, 90 % de la somme des densités se situe dans les fonds
inférieurs à 40 mètres (fig. 5) tandis qu’au delà de I’isobathe 40 mètres les densités restent
faibles.
3.4. REPARTITION PAR TRANCHES DE PROFONDEURS
Les fortes densités de poissons sont situées plus en surface de jour que nuit (fig. 6, 7).
70 % de la somme des densités est située dans la tranche 5-10 mètres de ijour tandis que,
de nuit, le poisson est plus profond avec respectivement 40 à 49 % du total des densites
dans les tranches 5 à 10 mètres et 10 à 15 mètres.
89 % de la somme des densités est atteinte dans les 15 premiers mètres sous la base
de transducteur de nuit alors que ce pourcentage n’est atteint qu’au 35 premiers mètres de
jour (fig. 8) ce qui laisse supposer une migration nycthémérale des poissons qtii se
rapprocheraient de la surface de nuit.
Moins de 3 % de la somme des densités se trouve dans les tranches 35 à 100 mètres
de nuit alors qu’on en trouve près de 11 % de jour. Cette différence voisine de 8 %, est au
signe près, celle que l’on observe dans les 15 premiers mètres sous la base du transducteur
entre le jour et la nuit.
Les figures 4 à 9 représentent les isocontours de densités et de température obx.enus
après krigeage ou pondération des données. Les principales concentrations sont réparties
entre les isobathes 25 et 40 mètres. 11 semble que les très fortes concentrations soient
centrées sur l’isotherme 17°C et que le déplacement vers la côte de cet isotherme enrre la
nuit et le jour ait entraîné avec lui les poissons, mais une étude plus approfondie, incluant
les données satellitaires, sera nécessaire pour vérifier cette hypothèse.
5
CONCLUSION
Les résultats de cette campagne méthodologique, tant en ce qui concerne l’évolution
des densites moyennes entre jour et nuit qu’en ce qui concerne la forme de la loi de
distribution de ces densités, ne correspondent pas à ce à quoi on s’attendait. à savoir
estimation de densité plus forte de nuit que de jour et homothétie dans les allures des lois
de distribution.
Les valeurs de nuit, si on excepte les quatre tres fortes valeurs, sont plus
régulièrement réparties que celle de jour (29 valeurs de jour pour 49 valeurs de nui; sont
nécessaires pour passer de 50 à 90 % de la quantité totale observée), ce qui est conforme à
la théorie générale.
Cette campagne laisse donc supposer une double migration nycthémérale vers lxr côte
et vers la surface quand on passe de la nuit au jour.
Faute de temps, aucune pêche d’identification n’a été effectuée pendant la
prospection, mais des essais de chalut pélagique effectués au hasard (l’objectif ëtant de
tester le netzsonde) la veille et le lendemain de la prospection ont montré la présence de
chinchards jaunes fDecap&rus rhonchus), de bogues (Boops boops), de ceintures (Trfcfritrrus
Lepturus au large) et de sardines (Sardina pilchardus). Ces dernières pêchées sur des fonds
de 40 mètres avaient une taille modale de 10 cm.
Cette étude est limitée dans le temps et devrait être complétée par d’autres études en
d’autres saisons avant que ces résultats puissent être généralisés.
7
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