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Bibliographie de l'Institut Maurice-Lamontagne

Yvan SIMARD

Roy, N., Y. SIMARD, C. GERVAISE, 2010. 3D tracking of foraging belugas from their clicks : experiment from a coastal hydrophone array. Applied acoustics, 71: 1050-1056.

[Résumé disponible seulement en anglais]
A simple passive acoustic monitoring (PAM) setup was used to localize and track beluga whales underwater in three dimensions (3D) in a fjord. In June 2009, beluga clicks were recorded from a cabled hydrophone array in a regularly frequented habitat in Eastern Canada. Beluga click energy was concentrated in the 30–50 kHz frequency band. The click trains detected on several hydrophones were localized from their time difference of arrivals. Cluster analysis linked localizations into tracks based on criteria of spatial and temporal proximity. At close ranges from the array, the localized click-train series allowed three-dimensional tracking of a beluga during its dive. Clicks within a train spanned a large range of durations, inter-click intervals, source levels and bandwidths. Buzzes sometimes terminated the trains. Repeated click packets were frequent. All click characteristics are consistent with oblique observations from the beam axis, and ordered variation of the source pattern during a train, likely resulting from a scan of angles from the beam axis, was observed before click trains indicated focusing of the echolocation clicks in one direction. The click-train series is interpreted as echolocation chasing for preys during a foraging dive. Results show that a simple PAM system can be configured to passively and effectively 3D track wild belugas and small odontocetes in their regularly frequented habitat.©2010 Elsevier Ltd.

SIMARD, Y., R. LEPAGE, C. GERVAISE, 2010. Anthropogenic sound exposure of marine mammals from seaways : estimates for Lower St. Lawrence Seaway, eastern Canada. Applied acoustics, 71: 1093-1098.

[Résumé disponible seulement en anglais]
The impact of shipping noise on marine life and quality of marine mammal habitats in oceans and coastal environments has become a major concern worldwide. Background noise can also limits detection of marine mammal sounds in passive acoustic monitoring (PAM) systems. Characterisation of this noise over long time periods and estimates of the exposure of the different marine mammal groups are still very fragmentary and limited to only a few locations. This paper presents such observations for a part of a busy seaway of North America, the St. Lawrence Seaway, which cuts through the Gulf of St. Lawrence and crosses several cetaceans and pinnipeds feeding areas. Noise was continuously recorded for a 5-month period in summer 2005 by an AURAL autonomous hydrophone deployed close to the bottom in the 300-m deep seaway. The maximum received noise level in the 20 Hz–0.9 kHz band reached 136 dB re 1 μParms. The median level of 112 dB re 1 μParms was exceeded 50 % of the time due to transiting merchant ships. Median spectral level tracks the reference curve for heavy traffic in oceans and 50 % of the noise is within a ±6 dB envelope around it. Strong spectral lines were common at low frequencies and in the 400–800 Hz band. M-weighting functions applied for the three groups of cetaceans and pinnipeds indicate wideband median levels varying from 106 to 112 dB-M re 1 μParms surrounded by a ±5 dB two-quartile interval. Higher values are expected for animals frequenting the sound channel at intermediate depths. As expected, the highest M-weighting levels correspond to low-frequency specialists and pinnipeds. Criteria for assessing the behavioural and physiological impacts of long term exposure of marine mammals to such shipping noise levels need to be worked out. Crown copyright ©2010 Elsevier Ltd.

SIMARD, Y., N. ROY, S. GIARD, C. GERVAISE, M. CONVERSANO, N. MÉNARD, 2010. Estimating whale density from their whistling activity : example with St. Lawrence beluga. Applied acoustics, 71: 1081-1086.

[Résumé disponible seulement en anglais]
A passive acoustic method is developed to estimate whale density from their calling activity in a monitored area. The algorithm is applied to a loquacious species, the white whale (Delphinapterus leucas), in Saguenay fjord mouth near Tadoussac, Canada, which is severely affected by shipping noise. Beluga calls were recorded from cabled coastal hydrophones deployed in the basin while the animal density was estimated visually from systematic observations from a fixed-point on the shore. Beluga calling activity was estimated from an algorithm extracting the call events in time–frequency space, while simultaneously tracking the masking intensity resulting from local shipping noise. The activity index was summarized in 15- and 30-min bins using four different metrics. For bins containing more than 40 % of valid data, the metrics were compared to the corresponding visual observations. The estimated mean acoustic detection range generally exceeded the fjord width, and extended to the whole 3-km long monitored area under low-noise conditions. The significant linear relations of the visual estimates with the calling activity metrics allowed assessing expected number of visually detected belugas in the basin from a weighted regression model, with a mean standard error of 7.1. %. Crown copyright ©2010 Elsevier Ltd.

BENOIT, D., Y. SIMARD, J. GAGNÉ, M. GEOFFROY, L. FORTIER, 2010. From polar night to midnight sun : photoperiod, seal predation, and the diel vertical migrations of Polar Cod (Boreogadus saida) under landfast ice in the Arctic Ocean. Polar Biol., 33(11): 1505-1520.

[Résumé disponible seulement en anglais]
The winter/spring vertical distributions of polar cod, copepods, and ringed seal were monitored at a 230-m station in ice-covered Franklin Bay. In daytime, polar cod of all sizes (7–95 g) formed a dense aggregation in the deep inverse thermocline (160–230 m, –1.0 to 0 °C). From December (polar night) to April (18-h daylight), small polar cod <25 g migrated into the isothermal cold intermediate layer (90–150 m, –1.4 °C) at night to avoid visual predation by shallow-diving immature seals. By contrast, large polar cod (25–95 g), with large livers, remained below 180 m at all times, presumably to minimize predation by deep-diving mature seals. The diel vertical migration (DVM) of small polar cod was precisely synchronized with the light/dark cycle and its duration tracked the seasonal lengthening of the photoperiod. The DVM stopped in May coincident with the midnight sun and increased schooling and feeding. We propose that foraging interference and a limited prey supply in the deep aggregation drove the upward re-distribution of small polar cod at night. The bioluminescent copepod Metridia longa could have provided the light needed by polar cod to feed on copepods in the deep aphotic layers.©2010 Springer

GERVAISE, C., A. BARAZZUTTI, S. BUSSON, Y. SIMARD, N. ROY, 2010. Automatic detection of bioacoustics impulses based on kurtosis under weak signal to noise ratio. Applied acoustics, 71(11): 1020-1026.

[Résumé disponible seulement en anglais]
Passive acoustic monitoring (PAM) of marine mammal vocalizations has been efficiently used in a wide set of applications ranging from marine wildlife surveys to risk mitigation of military sonar emissions. The primary use of PAM is for detecting bioemissions, a good proportion of which are impulse sounds or clicks. A click detection algorithm based on kurtosis estimation is proposed as a general automatic click detector. The detector works under the assumption that click trains are embedded in stochastic but Gaussian noise. Under this assumption, kurtosis is used as a statistical test for detection. The algorithm explores acoustic sequences with the optimal frequency bandwidth for focusing on impulse sounds. The detector is successfully applied to field observations, and operates under weak signal to noise ratios and in presence of stochastic background noise. The algorithm adapts to varying click center frequency. Kurtosis appears as a promising approach to detect click trains, alone or in combination with other clicks detector, and to isolate individual clicks.©2010 Elsevier Ltd

SIMARD, Y., M. HARVEY, 2010. Predation on Northern Krill (Meganyctiphanes norvegica Sars). Adv. Mar. Biol., 57: 277-306.

[Résumé disponible seulement en anglais]
We consider predation as a function of prey concentration with a focus on how this interaction is influenced by biological–physical interactions, and wider oceanographic processes. In particular, we examine how the anti-predation behaviour of Northern krill interacts with ocean-circulation process to influence its vulnerability to predation. We describe how three-dimensional (3D) circulation interacts with in situ light levels to modulate predator–prey interactions from small to large scales, and illustrate how the stability of the predator–prey system is sometimes perturbed as a consequence. Northern krill predators include a wide range of species from the pelagic and benthic strata, as well as birds. Many exhibit adaptations in their feeding strategy to take advantage of the dynamic physical–biological processes that determine the distribution, concentration and vulnerability of Northern krill. Among them, baleen whales appear to have developed particularly efficient predation strategies. A literature search indicates that Northern krill are a major contributor to ecosystem function throughout its distributional range, and a key species with respect to the flow of energy to upper trophic levels. A list of future research needed to fill gaps in our understanding of Northern krill predator–prey interaction is provided.©2010 Elsevier Ltd.

SIMARD, Y., 2009. Passive acoustic monitoring during seismic surveys ; Le monitorage par acoustique passive pendant les relevés sismiques. DFO, Canadian Science Advisory Secretariat, Research Document ; MPO, Secrétariat canadien de consultation scientifique, Document de recherche, 2009/068, 26 p.

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La possibilité d’utiliser le monitorage par acoustique passive (PAM) pour détecter des mammifères marins dans la zone d’exclusion autour d’un réseau des canons à air lors de relevés sismiques est explorée pour une gamme de sons produits par les mammifères marins ainsi que les conditions de bruit ambiant pendant le relevé. La probabilité de détection au moyen d’un réseau linéaire d’hydrophones remorqué est estimée pour des sons représentatifs de mysticètes et d’odontocètes, en utilisant les niveaux à la source publiés, les pertes par propagation et les niveaux de bruit du navire et de l’impulsion sismique dans la bande de fréquence correspondante. Cette investigation montre que l’efficacité d’une telle approche PAM lors des relevés sismiques est sévèrement limitée par les forts niveaux de bruit aux hydrophones. Tel que prévu, ceci affecte particulièrement les sons de basses fréquences et les infrasons. Toutefois, lorsque les canons à air ne sont pas actifs, les portées de détection des sons testés ont toujours excédé un rayon de zone de sécurité de 500 m, en postulant des conditions idéales, ce qui peut ne pas toujours être le cas. Lorsque les canons à air se déchargent, ce n’était pas le cas.

SIMARD, Y, M. SOURISSEAU, 2009. Diel changes in acoustic and catch estimates of krill biomass. ICES J. Mar. Sci., 66: 1318-1325.

[Résumé disponible seulement en anglais]
Krill-biomass estimates can be compromised by diel variabilities in acoustic backscatter and the catch efficiencies of various nets. This paper describes an effort to quantify these variabilities at fine temporal and spatial scales during a three-day experiment at a fixed location, using high-resolution, stratified Bioness samples and echo-integration, and assuming a fixed distribution of krill orientations. Night-time catches in the krill scattering layer (SL) were 15 times the acoustic estimates. The situation was reversed during daytime, when the acoustic estimates in the SL were 5 times larger than the catches. This collectively resulted in a ± 10–dB gradual diel cycle in the difference of vertically integrated biomass from both sampling methods. Use of a strobe light on the Bioness reduced avoidance of the net by krill and significantly increased (×10) daytime catches in the SL, but had no significant effect on night-time catches. The difference in volume-backscattering strength at 120 and 38 kHz (?Sv120 - 38) in the densest parts of the SL agreed with predictions using a target-strength (TS) model and an assumed normal distribution of tilt (mean ø = 11°; s.d. = 4°). The ?Sv120 - 38 was smaller for lower densities and during night-time. It appears that the ø and, therefore, TS distributions of krill significantly change during their diel vertical migrations. At twilight and at night, when they are feeding and swimming vertically, they exhibit lower mean TS and ?Sv120 - 38 and react less to strong strobe-light pulses, in contrast to daytime. Diel patterns in TS and net avoidance should be taken into account in krill-biomass assessments that use round the clock acoustic-survey data and multi-frequency TS models for target classification. ©2009 ICES Journal of Marine Science.

SIMARD, Y., 2009. Le parc marin du Saguenay-Saint-Laurent : un habitat exceptionnel pour les baleines. Naturaliste can., 133(3): 57-61.

BAHOURA, M., Y. SIMARD, 2009. Blue Whale calls classification using short-time Fourier and wavelet packet transforms and artificial neural network. Digit. Signal Process., 20(4): 1256-1263.

[Résumé disponible seulement en anglais]
Two new characterization methods based on the short-time Fourier and the wavelet packet transforms are proposed to classify blue whale calls. The vocalizations are divided into short-time overlapping segments before applying these transforms to each segment. Then, the feature vectors are constructed by computing the coefficient energies within two subbands in order to capture the AB phrase and D vocalization characteristics, respectively. Finally, a multilayer perceptron (MLP) is used to classify the vocalization into A, B and D classes. The proposed methods present high classification performance (86.25 %) on the tested database.©2009 Elsevier Inc.

SIMARD, Y., 2009. Le Parc marin Saguenay-Saint-Laurent : processus océanographiques à la base de ce site unique d'alimentation des baleines du nord-ouest Atlantique;The Saguenay-St. Lawrence Marine Park : oceanographic processes at the basis of this unique forage site of northwest Atlantic Whales. Rev. Sci. Eau;J. Water Sci., 22(2): 177-197.

Les résultats d'un programme de recherche écosystémique, mené dans le Parc Marin Saguenay-Saint-Laurent, sont résumés pour comprendre les processus fondamentaux responsables de l'existence de ce site traditionnel d'alimentation des baleines, découvert par les baleiniers basques il y a 450 ans. Un ensemble de processus pérennes maintient les proies des baleines agrégées à la tête du chenal principal du plateau continental de l'est du Canada. Quel est-il? Cette region est le site de la plus riche agrégation de krill documentée à ce jour pour le nord-ouest Atlantique. Les mécanismes responsables sont le pompage, la rétention et la concentration du krill adulte provenant du golfe du Saint-Laurent par l'énergique circulation estuarienne du Saint-Laurent. Les courants de marée remontant le long des talus des chenaux et des bancs sous-marins interagissent avec le comportement vertical du krill adulte et le concentrent. Ce processus est plus intense à la tête des chenaux où l'"upwelling" d'origine tidale (remontée d'eau profonde due à la marée) est amplifié. Il est rehaussé par endroits par l'" upwelling" côtier dû au vent. La circulation moyenne transporte les riches essaims de krill le long des rebords des bassins. À l'embouchure de l'estuaire, le krill, concentré à la marge de la grande gyre cyclonique (tourbillon anti-horaire) d'Anticosti, est injecté dans l'estuaire maritime du côté nord, lorsque les conditions de circulation sont favorables. L'étroit courant de talus remontant l'estuaire l'emporte alors vers la zone d'agrégation de krill du parc marin. Des poissons pélagiques fourragers, telle capelan, se concentrent aussi à la têre du chenal et à l'entrée du fjord sous l'action de l'"upwelling", des courants de marée et des fronts, qui aussi concentrent et augmentent la disponibilité de leurs proies. Ils contribuent à nourrir les baleines et les oiseaux manns. Des caractéristiques océanographiques spéciales, rarement réunies ailleurs, se combinent dans le parc marin pour créer ce site d'alimentation des baleines. Les pressions anthropiques et les changements climatiques sont les principales menaces à sa préservation pour les prochains siècles.©2009 RSE inc.

HANDEGARD, N.O., D.A. DEMER, R. KLOSER, R., P. LEHODEY, O. MAURY, Y. SIMARD, 2009. Toward a global ocean ecosystem Mid-trophic Automatic Acoustic Sampler (MAAS). 8 p in J. Hall, D.E. Harrison & D. Stammer (eds.). Proceedings of OceanObs’09 : Ocean Information for Society (V.1), Venice, Italy, 21-25 September 2009.

[Résumé disponible seulement en anglais]
Despite their huge biomass and pivotal role, the mid-trophic levels of marine ecosystems are not generally subject to systematic monitoring. Data from such monitoring is crucial for parameterizing, validating, and constraining numerical models of mid-trophic communities. In recent years, acoustic sampling technology has matured, and we argue that acoustic sampling technology, due to long-range propagation in water, is the only means to efficiently observe the large biomass of the mid-trophic levels at ecologically important temporal and spatial scales. We argue that it is timely to propose a collaborative effort to utilize these new techniques, and we propose to widely deploy automated acoustic recorders, using a variety of platforms, to achieve this goal. Without such large-scale coordinated monitoring, we will continue to lack an understanding of how the effects of climate variability are mediated from primary production up to the higher trophic levels and, conversely, how changes in higher trophic levels may affect the lower trophic levels. The objective of the MAAS project is, therefore, to provide near-real-time global-scale monitoring of mid-trophic-level organisms.

MOUY, X., M. BAHOURA, Y. SIMARD, 2009. Automatic recognition of Fin and Blue Whale calls for real-time monitoring in the St. Lawrence. J. Acoust. Soc. Am., 126(6): 2918-2928.

[Résumé disponible seulement en anglais]
Monitoring blue and fin whales summering in the St. Lawrence Estuary with passive acoustics requires call recognition algorithms that can cope with the heavy shipping noise of the St Lawrence Seaway and with multipath propagation characteristics that generate overlapping copies of the calls. In this paper, the performance of three time-frequency methods aiming at such automatic detection and classification is tested on more than 2000 calls and compared at several levels of signal-to-noise ratio using typical recordings collected in this area. For all methods, image processing techniques are used to reduce the noise in the spectrogram. The first approach consists in matching the spectrogram with binary time-frequency templates of the calls (coincidence of spectrograms). The second approach is based on the extraction of the frequency contours of the calls and their classification using dynamic time warping (DTW) and the vector quantization (VQ) algorithms. The coincidence of spectrograms was the fastest method and performed better for blue whale A and B calls. VQ detected more 20 Hz fin whale calls but with a higher false alarm rate. DTW and VQ outperformed for the more variable blue whale D calls.©2009 Acoustical Society of America

SOURISSEAU, M., Y. SIMARD, F.J. SAUCIER, 2009. Corrigendum : krill diel vertical migration fine dynamics, nocturnal overturns, and their roles for aggregation in stratified flows. Can. J. Fish. Aquat. Sci., 66: 509.

ROY, N., Y. SIMARD, J. ROUAT, 2008. Performance of three acoustical methods for localizing whales in the Saguenay - St. Lawrence Marine Park. Can. Acoust., 36(1): 160-164.

Trois algorithmes sont explorés pour la localisation de vocalises de rorqual commun enregistrées par un réseau d'hydrophones à large ouverture déployé dans le Parc Marin du Saguenay-Saint-Laurent. Les méthodes doivent composer avec une vitesse du son variable dans l'espace et le temps, des erreurs dans les mesures des différences de temps d'arrivée (DTA) avec un environnement bruyant, et souvent un nombre limité d'hydrophones ayant capté un événement donné. Le réseau était composé de 5 hydrophones autonomes AURAL avec une ouverture totale d'environ 40 km, couplé avec 2 hydrophones d’un petit réseau côtier. La dérive des horloges des hydrophones autonomes a été évaluée avec un niveau d’incertitude à l'aide de sources aux temps connus ainsi que de la référence temporelle du réseau côtier. Les vocalises ont ensuite été localisées par la méthode à vitesse constante des hyperboles, par celle à vitesse variable des isodiachrones avec simulations de Monte-Carlo, et par un modèle de propagation de rayons. Les simulations de Monte-Carlo produisent des nuages de localisations possibles à partir des incertitudes sur les positions des hydrophones, sur les DTAs et sur les vitesses horizontales effectives du son le long des différentes trajectoires source-hydrophone. Le modèle de propagation des rayons produit une grille fixe de DTAs qui est ensuite consultée pour trouver les positions les plus probables des baleines. Les résultats des différentes méthodes sont comparés et leurs avantages ou limites relatives sont discutés.©2008 Association Canadienne d'Acoustique

SIMARD Y., N. ROY, 2008. Detection and localization of blue and fin whales from large-aperture autonomous hydrophone arrays: a case study from the St.Lawrence estuary. Can. Acoust., 36(1): 104-110.

La faisabilité d’utiliser la technologie de monitorage acoustique passif (PAM) pour suivre la distribution spatio-temporelle des rorquals bleus et communs dans le Parc Marin Saguenay-Saint-Laurent a été explorée à l’aide de réseaux d’hydrophones à maille lâche couvrant de grandes distances. Les réseaux ont été déployés pendant les étés 2003 à 2005 à la tête du chenal laurentien, profond de 300 m. Ils étaient composés de 5 hydrophones autonomes AURAL mouillés à mi-profondeur, près du couloir de son estival. Un petit réseau côtier de faible ouverture complétait le déploiement en 2003. Les ouvertures des réseaux étaient de 20 à 40 km et leurs configurations étaient changées à chaque année. Les vocalisations les plus fréquentes étaient les infrasons identitaires des rorquals bleus et communs. Le bruit de navires transitant dans la Voie Maritime achalandée du Saint-Laurent masquait souvent les vocalisations sur les hydrophones les plus proches, ce qui parfois résultait en un nombre insuffisant de récepteurs pour localiser les baleines à l’aide de méthodes utilisant les différences de temps d’arrivée (TDoA). Les caractéristiques techniques des réseaux et du traitement des données sont présentées avec un exemple de détection et de localisation. Malgré les difficultés inhérentes à cet environnement, la technologie PAM peut y être efficacement implémentée, éventuellement pour des opérations en temps réel.©2008 Association Canadienne d'Acoustique

GERVAISE, C., S. VALLEZ, Y. STEPHAN, Y. SIMARD, 2008. Robust 2D localization of low-frequency calls in shallow waters using modal propagation modelling. Can. Acoust., 36(1): 153-159.

Dans ce papier, un algorithme robuste de localisation 2D à partir des émissions transitoires dans des milieux petits fonds est proposé. Il s'appuie sur un modèle de propagation modale. Une analyse des phénomènes de dispersion induits par la propagation montre qu’il est possible, à partir d’un réseau lâche d’hydrophones, de proposer une méthode de localisation ne nécessitant ni la connaissance du milieu, ni l’exécution d’un code de propagation. L’algorithme de localization ne nécessite pas la synchroniozation du réseau et est par conséquent indépendant des dérives d’horloges. Des résultats encourageants sont obtenus pour localiser les émissions «gunshot» des baleines franches à partir du jeu de données de la Baie de Fundy, de l’Atelier de 2003 sur la détection, la localisation et la classification de mammifères marins par acoustique passive.©2008 Association Canadienne d'Acoustique

BENOIT, D., Y. SIMARD, L. FORTIER, 2008. Hydroacoustic detection of large winter aggregations of Arctic cod (Boreogadus saida) at depth in ice-covered Franklin Bay (Beaufort Sea). J. Geophys. Res. (C Oceans), 113(6), art. no C06S90, 9 p.

[Résumé disponible seulement en anglais]
In the Canadian Arctic, the large biomass of Arctic cod that must exist to explain consumption by predators has eluded detection. From December 2003 to May 2004, acoustic estimates of Arctic cod biomass at a 225-m-deep station in central Franklin Bay (southeastern Beaufort Sea) increased progressively by 2 orders of magnitude, reaching maximum values of 2.7 and 55 kg m-2 in April. During accumulation in Franklin Bay, the fish occupied the lower part of the Pacific halocline (140 m to bottom), where the temperature-salinity signature (-1.4 to 0.3 °C; 33 to 34.8 practical salinity units) corresponded to slope waters. Currents at 200 m along the western slope of Amundsen Gulf headed SSE in early winter, suggesting the passive advection of Arctic cod from Amundsen Gulf into Franklin Bay. Retention in Franklin Bay against the general circulation resulted from the fish keeping at depth to reduce predation by diving seals and/or to benefit from relatively warm temperatures in the lower halocline. Extrapolating a standing biomass of 11.23 kg m-2 at the station in April to the whole of Franklin Bay, the availability of polar cod would amply satisfy the requirements of predators. Dense accumulations of Arctic cod in embayments in winter likely play an important role in structuring the ecosystem of the Beaufort Sea. Understanding how climate change and the reduction of the sea ice cover will affect the stability of the oceanographic/behavioral accumulation process requires further research and modeling.© 2008 American Geophysical Union.

SIMARD, Y., N. ROY, C. GERVAISE, 2008. Passive acoustic detection and localization of whales: Effects of shipping noise in Saguenay-St. Lawrence Marine Park. J. Acoust. Soc. Am., 123(6): 4109-4117.

[Résumé disponible seulement en anglais]
The performance of large-aperture hydrophone arrays to detect and localize blue and fin whales' 15-85 Hz signature vocalizations under ocean noise conditions was assessed through simulations from a normal mode propagation model combined to noise statistics from 15960 h of recordings in Saguenay-St. Lawrence Marine Park. The probability density functions of 2482 summer noise level estimates in the call bands were used to attach a probability of detection/masking to the simulated call levels as a function of whale depth and range for typical environmental conditions. Results indicate that call detection was modulated by the calling depth relative to the sound channel axis and by modal constructive and destructive interferences with range. Masking of loud infrasounds could reach 40 % at 30 km for a receiver at the optimal depth. The 30 dB weaker blue whale D-call were subject to severe masking. Mapping the percentages of detection and localization allowed assessing the performance of a six-hydrophone array under mean- and low-noise conditions. This approach is helpful for optimizing hydrophone configuration in implementing passive acoustic monitoring arrays and building their detection function for whale density assessment, as an alternative to or in combination with the traditional undersampling visual methods.©2008 Acoustical Society of America

ANDERSON, J.T., D. VAN HOLLIDAY, R. KLOSER, D.G. REID, Y. SIMARD, 2008. Acoustic seabed classification: current practice and future directions. ICES J. Mar. Sci., 65(6): 1004-1011.

[Résumé disponible seulement en anglais]
Acoustic remote sensing of the seabed using single-beam echosounders, multibeam echosounders, and sidescan sonars combined and individually are providing technological solutions to marine-habitat mapping initiatives. We believe the science of acoustic seabed classification (ASC) is at its nascence. A comprehensive review of ASC science was undertaken by an international group of scientists under the auspices of ICES. The review was prompted by the growing need to classify and map marine ecosystems across a range of spatial scales in support of ecosystem-based science for ocean management. A review of the theory of sound-scattering from seabeds emphasizes the variety of theoretical models currently in use and the ongoing evolution of our understanding. Acoustic-signal conditioning and data quality assurance before classification using objective, repeatable procedures are important technical considerations where standardization of methods is only just beginning. The issue of temporal and spatial scales is reviewed, with emphasis on matching observational scales to those of the natural world. It is emphasized throughout that the seabed is not static but changes over multiple time-scales as a consequence of natural physical and biological processes. A summary of existing commercial ASC systems provides an introduction to existing capabilities. Verification (ground-truthing) methods are reviewed, emphasizing the difficulties of matching observational scales with acoustic-backscatter data. Survey designs for ASC explore methods that extend beyond traditional oceanographic and fisheries survey techniques. Finally, future directions for acoustic seabed classification science were identified in the key areas requiring immediate attention by the international scientific community.©2008 The Authors

SOURISSEAU, M., Y. SIMARD, F. J. SAUCIER, 2008. Krill diel vertical migration fine dynamics, nocturnal overturns, and their roles for aggregation in stratified flows. Can. J. Fish. Aquat. Sci., 65: 574-587.

Un ensemble d’observations à haute résolution de la dynamique à court terme des migrations verticales nycthémérales (MVN) du krill dans l’estuaire du Saint-Laurent est présenté. Il incorpore des mesures de transfert de masse sur la verticale à partir d’échosondages multifréquences couplés à l’échantillonnage des strates au filet à nappe et le suivi des mouvements verticaux individuels par des mesures de pigments stomacaux sur une période de 72 h. Des séries temporelles des patrons circadiens des vitesses verticales de migrations déterminées à l’aide d’un ADCP (« acoustic Doppler current profiler »; profileur de courant acoustique à effet Doppler) complètent les mésures sur une période allant jusqu’à 3 mois. L’ensemble du krill migre toujours rapidement et en synchronie jusqu’en surface lors du coucher du soleil. Peu de temps après l’ascension, du krill nourri commence à nager vers le bas, ce qui se poursuit avec une intensité notable jusqu’au milieu de la nuit. Il forme alors une couche acoustique de rétrodiffusion à sa profondeur diurne, ce qui engendre une distribution verticale nocturne bimodale, souvent accompagnée de densités acoustiques notables aux profondeurs intermédiaires, particulièrement au milieu de la nuit. Une réorganisation dans la partie supérieure de la colonne d’eau survient ensuite, vraisemblablement pour une dernière période d’alimentation avant l’aube. A l’aube, la masse de krill s’alimentant toujours dans la partie supérieure de la colonne d’eau nage en synchronie vers sa profondeur diurne. Ce comportement vertical nocturne asynchrone, conforme à l’hypothèse de faim-satiété de la MVN, s’est répété entre les mois d’août et d’octobre à deux années différentes, la synchronisation de la MVN dépendant de la durée du jour.©2008 NRC Canada

SIMARD, Y., J.T. ANDERSON, 2007. Terms and acronyms. Pages 147-151 in J.T. Anderson, D.V. Holliday, R. Kloser et als (eds). Acoustic seabed classification of marine physical and biological landscapes. International Council for the Exploration of the Sea (ICES Coop. Res. Rep., 286).

ANDERSON, J.T., D.V. HOLLIDAY, R. KLOSER, D. REID, Y. SIMARD, 2007. Future directions for acoustic seabed classification science. Pages 139-146 in J.T. Anderson, D.V. Holliday, R. Kloser et als (eds). Acoustic seabed classification of marine physical and biological landscapes. International Council for the Exploration of the Sea (ICES Coop. Res. Rep., 286).

Gervaise, C., S. VALLEZ, C. IOANA, Y. STEPHAN, Y. SIMARD, 2007. Passive acoustic tomography : new concepts and applications using marine mammals. J. Mar. Biol. Assoc. U.K., 87: 5-10.

[Résumé disponible seulement en anglais]
This paper presents the new concept of passive acoustic tomography which allows ocean data collection with a passive acoustic remote sensing process. The originality lies in using acoustic sources of opportunity such as surface noise, radiated ship noise and marine mammal calls. Such use of passive tomography is a promising way to reduce acoustic emissions in oceans. A review is first presented, including the description of new concepts of covert active, assisted passive and autonomous tomography, followed by applications on real world data. Under the assumptions of multipath propagation and measurements performed by a sparse network of hydrophones, a time–frequency processor is proposed to simultaneously estimate the source location and the impulse response of the propagation channel for marine mammal calls used as opportunistic sources (multipath structure, time delay and attenuation are estimated). Promising results are obtained on real data coming from the Laurentian channel where wideband beluga calls (1 to 3 kHz) are measured by a sparse network of 6 bottom hydrophones.©2007 Marine Biological Association of the United Kingdom

SIMARD, Y., A. STEPNOWSKI, 2007. Classification methods and criteria. Pages 61-72 in J.T. Anderson, D.V. Holliday, R. Kloser et als (eds). Acoustic seabed classification of marine physical and biological landscapes. International Council for the Exploration of the Sea (ICES Coop. Res. Rep., 286).

ANDERSON, J.T., D.V. HOLLIDAY, R. KLOSER, D. REID, Y. SIMARD, C.J. BROWN, R. CHAPMAN, R. COGGAN, R. KIESER, W.L. MICHAELS, A. ORLOWSKI, J. PRESTON, J. SIMMONDS, A. STEPNOWSKI (eds), 2007. Acoustic seabed classification of marine physical and biological landscapes. International Council for the Exploration of the Sea (ICES Coop. Res. Rep., 286), 188 p.

SIMARD, Y., 2007. Impacts of constructing a methane port at Gros-Cacouna on marine mammals. Science response (Canadian Science Advisory Secretariat), 2007/010, 7 p.

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SIMARD, Y., 2007. Impacts de la construction d'un port méthanier à Gros-Cacouna sur les mammifères marins. Réponse des sciences (Secrétariat canadien de consultation scientifique), 2007/010, 7 p.

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SIMARD, Y., M. BAHOURA, C.W. PARK, J. ROUAT, M. SIROIS, X. MOUY, D. SEEBARUTH, N. ROY, R. LEPAGE, 2006. Development and experimentation of a satellite buoy network for real-time acoustic localization of whales in the St. Lawrence. 6 pages in Oceans 2006 MTS/IEEE, Boston revolutionizing marine science and technology, Boston, Massachusetts, September 18-21, 2006.

[Résumé disponible seulement en anglais]
An integrated system of intelligent acoustic buoys have been developed to detect, identify and localize whales in real-time in their environment and communicate this information to land-based stations or ships via satellite and Internet, and RF communications. The low-cost portable buoy network can be used as a marine mammal observatory to gather continuous space-time series of vocalizing animals over large basins, or as early warning systems for improving whale protection on navigation routes or around moving or fixed platforms during threatening high-level acoustic activity. The unit buoy is powered by two 12-V batteries connected to solar panels. The processor is an 800 MHz Pentium III PC equipped with 400-MB fast memory and a 100-GB hard disk. The clock is synchronized with the embarked GPS. Data from two georeferenced hydrophones equipped with depth and temperature sensors are flowing to a 16-bit 500-kHz A/D-DSP board. Two-way communication is through 900-MHz and an Iridium satellite modems. Specific whales target calls are detected in time-frequency domain after adaptive noise-filtration. The selected master buoy collects the precisely time-tagged detections from all units via RF communication, and locates the calling whales from hyperbolic and isodiachron-Monte Carlo fixing algorithms. A simple tracking algorithm then builds the individual tracks. All acoustic data or users' selected portions of them can be stored on the hard disk. The system is designed to accommodate future developments and be easily adapted to various tasks. It can be deployed as a drifting network or anchored to the bottom, as well as from the ice sheet. First sea trials will be in August 2006 in the St. Lawrence.©2006 IEEE

BÉDARD, C., Y. SIMARD, 2006. Automated detection of white whale (Delphinapterus leucas) vocalizations in St. Lawrence Estuary and occurrence pattern. Can. Acoust. Acoust. Can., 34(3): 84-85.

SIMARD, Y., N. ROY, C. GERVAISE, 2006. Shipping noise and whales : world tallest ocean liner vs largest animal on earth. 6 pages in Oceans 2006 MTS/IEEE, Boston revolutionizing marine science and technology, Boston, Massachusetts, September 18-21, 2006.

[Résumé disponible seulement en anglais]
The noise spectra radiated by the world tallest ocean liner, the Queen Mary II (QM2), when she sailed over the blue whale feeding ground of the Saguenay—St. Lawrence Marine Park in Sept. And Oct. 2004 are presented. Recordings for her 4 transits were made from an array of AURAL autonomous hydrophones moored at mid water depth along the navigation corridor at the head of the Laurentian channel. Typical ship noise Lloyd's mirror patterns on spectrogram generally allowed identification of the closest points of approach (CPA) to the hydrophones. The analysis of the Doppler shift of stable QM2 spectral rays allowed estimating CPA ranges and sailing speed. QM2 noise signature is characterized by several strong rays between ˜100 to 500 Hz, likely from her propulsion pods. Her average noise spectra are however enclosed within the envelope of the merchant ship noise measured in the area, except for high peaks below 40 Hz and the above rays. Broadband (10-1000 Hz) rms levels varied from 121 to 136 dB re 1μPa. As for most other merchant ships, this radiated shipping noise makes a barrier masking the low-frequency vocalizations of calling blue and fin whales over a large part of the basin.©2006 IEEE

PARK, C.W., Y. SIMARD, M. BAHOURA, J. ROUAT, M. SIROIS, 2006. The remote monitoring system for the buoy to localize the whale by Labview. 6 pages in Oceans 2006 MTS/IEEE, Boston revolutionizing marine science and technology, Boston, Massachusetts, September 18-21, 2006.

[Résumé disponible seulement en anglais]
In this paper we propose internet based real time telemetry distribution system to broadcast the telemetry data from any control base station in the world through telemetry web site. Any related person can access the telemetry web site to verify their interesting telemetry data in real-time with permission. This kind of real time telemetry broadcasting system is cost-effective solution for small organization that has a limit to access the large private communication network infrastructure to send and receive the data in real time. This proposed internet based real-time telemetry system will be very useful to reduce the cost of operation owing to the current stable internet infrastructure in the world. This system consists of ground base station to receive the telemetry signal from satellite including antennas, receiver, transmitter, modulator, demodulator, and sub-system, with interface board to give all the telemetry information to the telemetry PC. The received telemetry data will be extracted, archived, displayed and published across web in real time. In this paper we will demonstrate the hardware structure of this system, related software requirement.©2006 IEEE

SOURISSEAU, M., Y. SIMARD, F.J. SAUCIER, 2006. Krill aggregation in the St. Lawrence system, and supply of krill to the whale feeding grounds in the Estuary from the Gulf. Mar. Ecol. Prog. Ser., 314: 257-270.

[Résumé disponible seulement en anglais]
Persistent high-density krill aggregations make the St. Lawrence Estuary and the Gulf of St. Lawrence important feeding-grounds for large marine mammals. To estimate the effects of the circulation on the seasonal krill distribution, a krill biomass-concentration equation with active vertical migration was coupled to a 3D regional sea ice–ocean circulation model. The results show recurrent spatial patterns of aggregation and advection controlled by the circulation and a high sensitivity to the parameters of the biological model. The time spent in the surface layer is crucial for the retention of organisms in the estuary. The simulated krill aggregation areas are associated with 3 processes (tidal interactions with bathymetry, wind-driven upwelling and mean circulation). Zooplankton generally aggregate near the edges of the Laurentian Channel and other secondary channels, at locations that are consistent with the sparse synoptic information on the distributions of large marine mammals in the gulf. The simulations also indicate that changes in the seasonal circulation significantly affect the krill distribution within the gulf through gyre intensities, the seasonal thermocline and the strength of the estuarine circulation. Finally, the variability of zooplankton transport to the estuary from the gulf appears to be controlled by processes acting on the circulation mode at the mouth of the estuary and estuarine pumping of the krill layer towards the head of the Laurentian Channel. The simulated krill biomass imported into the estuary changed by a factor of 2 over the 3 simulated years.©2006 Inter-Research

McQUINN, I.H., Y. SIMARD, T.W.F. STROUD, J.-L. BEAULIEU, S.J. WALSH, 2005. An adaptive, integrated "acoustic-trawl" survey design for Atlantic cod (Gadus morhua) with estimation of the acoustic and trawl dead zones. ICES J. Mar. Sci., 62(1): 93-106.

[Résumé disponible seulement en anglais]
The objectives of this study were to design an operationally efficient groundfish survey integrating both acoustic and trawl methodologies, to measure the changing vertical availability of cod to each method over 24 h and to compare cod-biomass estimates from the two methods within two experimental sub-regions. The two-phased sampling design involved (i) conducting an initial systematic acoustic survey to locate an area of high cod concentrations, (ii) using the acoustic-backscatter information to stratify the sub-regions into density strata for the allocation of trawl hauls, and (iii) conducting a second systematic acoustic survey at the same time as a random-stratified trawl survey. This protocol permitted the optimization of trawl sampling according to population density and the realization of simultaneous trawl and acoustic estimates for direct comparison. These cod showed extensive diel vertical migrations, which affected their availability to the trawl gear at night and the acoustic beam by day. An acoustic dead-zone correction was applied to the acoustic estimates, averaging 4-15 % of the biomass for the night-time transects and 11-36 % for the daytime transects. The detailed temporal acoustic monitoring of the vertical migrations permitted the quantification of the change in cod availability to the trawl gear. From 6 % to 47 % of cod were above the effective trawl height at night, while 0-10 % of cod were in the "trawl dead zone" by day. Estimated cod densities were very similar between the two methods on a haul-by-haul basis after correcting each method for their respective inherent sampling biases. The total biomass estimates were also comparable between the two methods for one sub-region, although significantly higher from the trawl data for the other. The discrepancies were most likely a result of differences in the sampling density of the two methods.©2004 Elsevier Ltd on behalf of International Council for the Exploration of the Sea

COTTÉ, C., Y. SIMARD, 2005. Formation of dense krill patches under tidal forcing at whale feeding hot spots in the St. Lawrence Estuary. Mar. Ecol. Prog. Ser., 288: 199-210.

[Résumé disponible seulement en anglais]
Hydroacoustics (38 and 120 kHz) was used to estimate the abundance and 3-dimensional distribution of krill and small pelagic fishes at the downstream end of Ile Rouge Bank (St. Lawrence Estuary) over the semidiurnal tidal cycle in July 2002. During the flood, upwelling and strong tidal currents (>1 m s-1) forced the krill to aggregate in a patch against the slope of the bank and the mouth of the South Channel. This rich krill patch was then advected in the Laurentian Channel during the ebb. The mean krill density changed from 4 g m-3 in the neighbouring scattering layer of the Laurentian Channel to 500 g m-3 in the shoaling zone where the patch formed. This aggregation is ascribed to the interaction between the semidiurnal tidal currents, the local topography, and the negative phototactism of krill. The krill scattering layer was composed of Thysanoessa raschi and Meganyctiphanes norvegica. Its upper limit was at a depth corresponding to a light level of 3.1 x 10-1 to 1.2 x 10-3 μW cm-2 mm-1 which varied with the turbidity gradient and chlorophyll a concentration. The upper krill scattering layer at this light level was observed to swim down with a mean speed of 5 cm s-1 (maximum 13 cm s-1). The recurrent and tidally predictable availability of rich krill patches makes this part of Ile Rouge bank a highly attractive area for predators such as small pelagic fishes and whales, the latter of which forage on both types of prey during the flood tide©2005 Inter-Research

HUTIN, E., Y. SIMARD, P. ARCHAMBAULT, 2005. Acoustic detection of a scallop bed from a single-beam echosounder in the St. Lawrence. ICES J. Mar. Sci., 62(5): 966-983.

[Résumé disponible seulement en anglais]
Single-beam seabed echoes combined with epi-macrobenthos photographs were used to remotely detect a scallop bed and characterize the specific acoustic signal of Iceland scallop (Chlamys islandica). A dense scallop bed was surveyed in 2002, with a QTC VIEW Series IV acoustic ground-discrimination system (AGDS) connected to a 38 kHz, 7° split-beam SIMRAD EK60 scientific echosounder. In 2003, a 50 kHz, 42° single-beam SUZUKI ES-2025 echosounder was connected to a QTC VIEW Series V AGDS. The QTC VIEW data were analysed with QTC IMPACT following the standard procedures and classified into acoustic classes. Several approaches were tested: unsupervised and supervised survey strategies directed to specific benthic communities. The SIMRAD EK60 seabed volume-backscattering strength (Sv) was submitted to a principal component analysis (PCA), before and after removal of a depth trend, and the scores on the first 10 principal components were classed by a K-means cluster analysis. The same seabed Sv data were submitted to stepwise discriminant analysis whose training data sets were defined with the ground-truth photographs using different groupings: biotope types, community types, and finally scallop-density classes. All the QTC AGDS approaches failed to reveal the scallop bed, community structures, or biotopes. The QTC classifications mimicked the bathymetry with a strong correlation of the acoustic classes with depth. The seabed Sv PCA + K-means approach presented similar depth-dependence, but, the PCA + K-means on the Sv residuals revealed the scallop bed. The discriminant analysis was the best solution for the scallop density with a general classification success rate of 75 % and up to 91 % for the highest density class. The Sv signature of the scallop bed is presented, and the most discriminant part of the acoustic signal is identified.©2005 Elsevier Ltd on behalf of International Council for the Exploration of the Sea

SIMARD, Y., M. BAHOURA, N. ROY, 2004. Acoustic detection and localization of whales in Bay of Fundy and St. Lawrence estuary critical habitats. Can. Acoust., 32(2): 107-116.

La détection et la localisation de mammifères marins à l'aide de l'acoustique passive est explorée pour deux habitats critiques dans l'est du Canada. La technique de localisation par hyperboles en deux dimensions est utilisée à partir des différences de temps d'arrivée à des réseaux de systèmes d'enregistrements autonomes largement espacés, ainsi qu'à un réseau serré d'hydrophones reliés à la côte. Les délais d'arrivée sont calculés par inter-corrélation ainsi que par inter-coincidence des spectrogrammes des signaux rehaussés par des techniques de rehaussement des hautes fréquences et de soustraction spectrale du bruit. Les résultats et la performance relative des deux méthodes sont comparés. Les difficultés rencontrées dans le contexte des conditions particulières de ces deux environnements sont discutées par rapport à l'automatisation de la localisation pour le monitorage des baleines.©2004 Association canadienne de l'acoustique

SIMARD, Y., D. MARCOTTE, K. NARAGHI, 2003. Three-dimensional acoustic mapping and simulation of krill distribution in the Saguenay - St. Lawrence Marine Park whale feeding ground. Aquat. Living Resour., 16: 137-144.

SIMARD, Y., D. LAVOIE, F.J. SAUCIER, 2002. Channel head dynamics : capelin (Mallotus villosus) aggregation in the tidally driven upwelling system of the Saguenay - St. Lawrence Marine Park's whale feeding ground. Can. J. Fish. Aquat. Sci., 59: 197-210.

La répartition tridimensionnelle du capelan (Mallotus villosus) à la tête du Chenal Laurentien dans l'estuaire du Saint-Laurent a été examinée à l'aide de missions acoustiques (38 et 120 kHz) aux étés 1994, 1995, 1997 et 1998. Les résultats sont interprétés à l'aide d'un modèle tridimensionnel à haute résolution des courants de marée. La biomasse totale était faible (93-4583 t) et fluctuait, alors que la répartition à méso-échelle était plus constante. Le capelan tendait à occuper la toute fin de la tête du chenal, spécialement les talus et les hauts-fonds entourant les bassins. Cette répartition ne coïncidait pas avec celle du krill, mais les deux séries de biomasse étaient significativement corrélées. La dynamique du capelan pendant un cycle de marée est caractérisée par un rassemblement contre les talus à la tête du chenal par les courants au début du flot, suivie par un saut au-dessus des hauts-fonds pendant le maximum du flot et d'un retour au chenal par les courants de surface sortant pendant le jusant. Chaque côté de la tête du chenal est caractérisé par une boucle distincte de rétention du capelan sur un cycle de marée, chacune faisant intervenir l'advection passive, la nage et la circulation estuarienne en deux couches. Cette répartition du capelan et sa dynamique en fonction du cycle de marée sont étroitement appariées avec la répartition locale des rorquals communs (Balaenoptera physalus) et des rorquals nains (Balaenoptera acutorostrata) observée par la flottille des bateaux d'observation ainsi qu'avec leurs stratégies typiques d'alimentation en relation avec le cycle de marée.

SIMARD, Y., I. McQUINN, M. MONTMINY, C. LANG, C. STEVENS, F. GOULET, J.-P. LAPIERRE, J.-L. BEAULIEU, J. LANDRY, Y. SAMSON, M. GAGNÉ, 2000. CH2 : Canadian Hydroacoustic data analysis tool 2 user's manual (version 2.0). Can. Tech. Rep. Fish. Aquat. Sci., 2332, 123 p.

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CH2 est le sigle pour Canadian Hydroacoustic data analysis tool 2. Il s'agit d'une application Windows 95 C++ MDI ("multiple document interface"), développée par le Ministère des Pêches et Océans dans le cadre du projet Data Analysis Tools (DAT) du Programme National en Hydroacoustique (NHP). Elle est dédiée à la visualisation et au traitement des données acoustiques multi-canaux (fréquences ou faisceaux multiples) et multi-échosondeurs de format standard HAC (Simard et al., 1997), acquises par le module d'acquisition et de monitorage en temps réel CH1 (Simard et al., 1998). Les données peuvent provenir de divers échosondeurs analogiques ou numériques (e.g. type Biosonics 102, Simrad EK500 ou EY500). La version 2.0 de CH2 comprend plusieurs fonctions d'édition, pour éditer, éliminer, ignorer, seuiller, filtrer ou corriger les données brutes HAC, sans effacer aucune information originale. Elle inclut également des fonctions de classification multi-canaux, pour partitionner les données acoustiques en catégorie d'échos selon les décisions de l'usager, ainsi que des fonctions d'échointégration multi-canaux par catégorie d'échos. L'usager peut toujours retracer les divers traitements qui ont été appliqués aux données brutes. CH2 incorpore des fonctions complètes pour défaire ou refaire les diverses opérations réalisées sur les données brutes originales. Les fichiers édités peuvent être sauvés sous le format standard HAC contenant les données brutes plus les paramètres des opérations d'édition ou de classification. Les données d'échointégration sont exportées dans des fichiers texte ASCII qui sont directement utilisables par les logiciels communs d'analyse ou de visualisation de données, tels les chiffriers, les logiciels statistiques, et les logiciels de cartographie et de visualisation tridimensionnelle.

LAVOIE, D., Y. SIMARD, F.J. SAUCIER, 2000. Aggregation and dispersion of krill at channel heads and shelf edges : the dynamics in the Saguenay - St. Lawrence Marine Park. Can. J. Fish. Aquat. Sci., 57: 1853-1869.

L'organisation spatiale de l'agrégation d'euphausides (Thyanoessa raschi et Meganyctiphanes norvegica) à la tête du Chenal Laurentien est examinée à l'aide de données d'échointégration à 120 kHz acquises lors de huit missions aux étés 1994 et 1995 et des courants obtenus d'un modèle de circulation tridimensionnel à haute résolution. La circulation est le principal facteur contrôlant l'abondance et la distribution du krill. Le patron d'agrégation principal a la forme d'un U et inclut un corridor d'entrée le long du rebord nord du chenal, une zone d'accumulation majeure au large des Escoumins et un corridor de sortie le long du rebord sud. Toutefois, le patron spatial et la biomasse de cette agrégation à méso-échelle montrent de rapides fluctuations dues à la redistribution du krill à l'intérieur et à l'extérieur de la zone d'étude. Les accumulations locales sont contrôlées par l'interaction entre les courants de marée semi-diurne, la topographie et le phototactisme négatif du krill. Les forts courants verticaux présents le long du rebord du chenal en amont des Escoumins et aux seuils, concentrent et empilent le krill. Les mécanismes d'agrégation et de dispersion sont fortement influencés par le processus de blocage des eaux profondes se produisant aux seuils. Le cycle de vive-eau - morte-eau et le débit d'eau douce modulent l'intensité du blocage. La dynamique sous-jacente à la formation de cette importante agrégation de krill est d'une importance primordiale dans le lien trophique avec les baleines et les poissons du Parc Marin Saguenay - Saint-Laurent.

SIMARD, Y., 2000. CoML, un nouveau sigle à connaître, un nouveau programme de recherche. Naturaliste can., 124(2): 66.

SIMARD, Y., J.K. HORNE, D. LAVOIE, I. McQUINN, 2000. Capelin TS: Effect of individual fish variability. J. Acoust. Soc. Am., 108(5) pt. 2, p. 2458.

McQUINN, I.H., Y. SIMARD, T.W.F. STROUD, J.-L. BEAULIEU, B. McCALLUM, S. WALSH, 1999. An adaptive integrated acoustic-trawl survey on Atlantic cod. ICES C.M., 1999/J:11, 22 p.

MARCHAND, C., Y. SIMARD, Y. GRATTON, 1999. Concentration of capelin (Mallotus villosus) in tidal upwelling fronts at the head of the Laurentian Channel in the St. Lawrence Estuary. Can. J. Fish. Aquat. Sci., 56 : 1832-1848.

En 1994 et 1995, le monitorage continu des caractéristiques physiques et l'échointégration furent employés pour détecter des agrégations de capelan (Mallotus villosus) dans la partie supérieure de la colonne d'eau en relation avec des fronts thermiques, ainsi que pour examiner la dynamique sur un cycle de marée dans une région de résurgence à la tête du chenal Laurentien. Au cours des quatre missions, des agrégations de poissons ont été notées dans 72 % des fronts croisés (n=61), résultant de la résurgence périodique d'eau froide. Pendant le cycle de marée, peu de biomasse de poissons fut détectée à marée haute lors de la résurgence de la couche intermédiaire froide (< 2 °C); 90 % de la biomasse de capelan de 2 ans a été détectée dans les eaux plus chaudes que 2 °C. Les proies zooplanctoniques du capelan étaient essentiellement concentrées dans le chenal Laurentien et généralement en nombre très faible au-dessus des zones moins profondes qui l'entourent et où les fronts se manifestent. Leur concentration n'a pas montré d'augmentation aux fronts à aucune phase de la marée. Les quelques concentrations de zooplancton détectées par le compteur optique de particules ne coïncidaient pas avec les structures physiques ni avec les concentrations de poissons. L'index de remplissage des estomacs et les contenus stomacaux des capelans pêchés dans les fronts ne différaient pas de ceux des capelans pêchés ailleurs. Ces agrégations frontales de capelan semblent être plus dictées par une réponse à un seuil de basses températures que par des interactions trophiques basées sur une densité de proies plus élevée.

SIMARD, Y., D. LAVOIE, 1999. The rich krill aggregation of the Saguenay - St. Lawrence Marine Park : hydroacoustic and geostatistical biomass estimates, structure, variability, and significance for whales. Can. J. Fish. Aquat. Sci., 56: 1182-1197.

L'agrégation d'euphausides à la tête du chenal principal de l'estuaire et du golfe du St-Laurent a été échantillonnée par hydroacoustique à 120 et 38kHz aux étés 1994 et 1995. Un réseau d'échantillonnage systématique couvrant une zone de 1 319 km2 a été visité à huit occasions. Les échos des poissons ont été séparés de ceux du krill d'après la différence d'intensité de réflexion acoustique aux deux fréquences. Des estimés globaux tant pour la biomasse totale que pour la fraction excédant 5 g de poids frais•m-3 ont été calculés par méthodes géostatistiques. Les euphausides étaient toujours composés exclusivement d'individus de la cohorte la plus âgée (2+) des deux espèces Thysanoessa raschi et Meganyctiphanes norvegica. La biomasse totale était de 8 ± 2 à 96 ± 8 kt et celle de la fraction dense de 0 à 56 ± 6 kt. Les deux types d'estimés étaient linéairement reliés. La biomasse était autocorrélée jusqu'à des distances de 10-15 km. Des structures anisotropiques de ˜ 2 x 5 km de rayon, allongées dans l'axe du chenal, étaient notables à petite échelle. La structure de taille particulière des euphausides et les variations importantes des estimés globaux seraient contrôlées par le transport horizontal. La région d'étude serait la plus riche zone d'agrégation de krill documentée à ce jour dans le nord-ouest de l'Atlantique. Ses densités sont comparables aux riches agrégations de krill de l'Antarctique. Cette agrégation de krill est au cœur de ce site d'alimentation traditionnel des baleines.

SIMARD, Y., I. McQUINN, M. MONTMINY, Y. SAMSON, C. LANG, C. STEVENS, D. MILLER, 1998. CH1, Canadian Hydroacoustic Data Analysis Tool 1, user's manual (version 2.0). Can. Tech. Rep. Fish. Aquat. Sci., 2256, 100 p.

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CH1 est le sigle pour Canadian Hydroacoustic data analysis tool 1. Il s'agit d'une application Windows 95 C++ MDI ("multiple document interface"), développé par le Ministère des Pêches et Océans dans le cadre du projet Data Analysis Tools (DAT) du Programme National en Hydroacoustique. C'est un outil versatile dédié à l'acquisition de données hydroacoustiques produites par des échosondeurs analogiques ou numériques à plusieurs voies (fréquences ou faisceaux multiples) sous un format standard, versatile et modifiable nomme HAC (Simard et al. 1997). CH1 peut acquérir des données de plusieurs échosondeurs simultanément, qu'ils soient de type analogique (e.g. du type Biosonics 102) ou numérique (e.g. Simrad EK500 ou EY500). Il comprend des fonctions de seuillage variables (TVT : "Time Varied Threshold") pouvant s'ajuster au bruit ambiant. Les données des échosondeurs analogiques sont récoltées via des convertisseurs analogiques/numériques 16 bits et un DSP ("Digital Signal Processor") de Bridgenorth Inc., couplés à une boîte de conditionnement de signal qui accueille les signaux analogiques rectifiés de l'échosondeur. Les données de l'échosondeur numérique Simrad EK500 sont acquises via un port Ethernet. CH1 peut configurer le EK500 en transmettant ses paramètres via un port série. La position GPS en format NMEA-183 est lue d'un port série. Le présent manuel est un guide d'utilisation de CH1. Une part de l'information présentée est aussi disponible à partir de l'aide en ligne de CH1. D'autres outils du projet NHP-DAT sont dédiés à la lecture, la visualisation et la traduction des fichiers *.HAC vers ou à partir d'autres formats. Ce sont CH2 et HAC-trafic.

SIMARD, Y., I. McQUINN, M. MONTMINY, C. LANG, D. MILLER, C. STEVENS, D. WIGGINS, C. MARCHALOT, 1997. Description of the HAC standard format for raw and edited hydroacoustic data, version 1.0. Can. Tech. Rep. Fish. Aquat. Sci., 2174, 65 p.

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La communauté scientifique internationale a récemment fait état de la nécessité d'un format standard pour faciliter les échanges de données et/ou de leurs outils d'analyse en acoustique halieutique. Ce rapport présente un format standard versatile pour des données hydroacoustiques brutes ou éditées. Ce format résulte d'un atelier tenu par le Ministère des Pêches et des Océans et de discussions avec divers utilisateurs et manufacturiers d'échosondeurs à travers le monde. Il fut nommé le format HAC, un sigle rappelant HydroACoustique. Ces trois caractères sont utilisés comme extension aux noms de fichiers. Le format standard HAC est non restreignant et indépendant de la famille d'ordinateurs employés. Il peut accommoder la plupart des échosondeurs, à voies simples ou multiples, et permet des additions faciles pour les développements futures. Dans les fichiers, l'information est structurée par des tuples, qui sont des groupes d'octets étiquetés auxquels un type particulier d'information est assigné. Les divers types de tuples requis en acoustique halieutique standard ainsi que pour l'usage d'échosondeurs courants sont définis en détail. Le format standard HAC sera entretenu par un groupe de coordination et des outils pour faciliter son utilisation seront disponibles sur le site Internet du MPO (http://207.167.196.2//hydro/homepage.html).

LAVOIE, D., Y. SIMARD, J. BENOÎT, P. LAROUCHE, B. THIBEAULT, 1996. Distribution des masses d'eau à la tête du chenal laurentien dans l'estuaire du Saint-Laurent aux étés 1994 et 1995. Rapp. tech. can. hydrogr. sci. océan., 176, 126 p.

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Des données de température et de salinité recueillies aux étés 1994 et 1995 à la tête du chenal Laurentien, ainsi que des images satellite, nous ont permis de caractériser les masses d'eau à cet endroit. Les trois masses d'eau typiques de ce système, les nappes superficielle, intermédiaire et profonde, avaient des caractéristiques indiquant : 1) un amincissement et une élévation de la nappe intermédiaire froide à la fin de l'été, associés à l'épaississement de la nappe profonde, 2) une nappe intermédiaire plus froide en 1995 et 3) une structure spatiale récurrente caractérisée par la convergence de la nappe intermédiaire froide dans la région au large des Escoumins. La remontée typique de la nappe intermédiaire froide à la tête du Chenal à été observée la plupart du temps, de même que les fronts associés aux contacts de celle-ci avec les masses d'eau adjacentes de la décharge du Saguenay et de l'estuaire supérieur. Nos résultats suggèrent que l'intensité et l'occurrence de ces phénomènes sont liées au cycle vive-eau/morte-eau et au vent qui génère régulièrement des remontées d'eau profonde le long de la côte nord.

MITSON, R.B., Y. SIMARD, C. GOSS, 1996. Use of a two-frequency algorithm to determine size and abundance of plankton in three widely spaced locations. ICES J. Mar. Sci., 53: 209-215.

BOROBIA, M., P.J. GEARING, Y. SIMARD, J.N. GEARING, P. BÉLAND, 1995. Blubber fatty acids of finback and humpback whales from the Gulf of St. Lawrence. Mar. Biol., 122: 341-353.

SIMARD, Y., 1995. Overview of the krill of the Gulf of St. Lawrence. Fisheries Centre Research Reports, 3(3): 53-57.

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SIMARD, Y., 1994. Comment la mer nourrit-elle les baleines à Tadoussac? ou Le pourquoi océanographique de la visite estivale des rorquals dans l'estuaire maritime du Saint-Laurent, à la tête du chenal laurentien (Tadoussac, Les Escoumins, Grandes-Bergeronnes). L'Euskarien, 16(2): 33-38.

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Des méthodes de la géostatistique stationnaire sont employées pour estimer et cartographier la biomasse d'automne de crevette nordique (Pandalus borealis) dans le golfe du Saint- Laurent en 1990, 1991 et 1992. Les estimés et les cartes sont calculés séparément par groupe de taille et globalement pour toutes les tailles réunies. Les échantillons ont été récoltés pendant le jour par le chalutier FRV/Alfred-Needler équipé d'un chalut à crevette. Des modèles isotropiques de la variabilité spatiale sont estimés à partir des données, séparément pour chaque année ainsi que globalement pour toutes les années ensemble. Ces derniers modèles étaient moins erratiques que les modèles annuels et ils furent utilisés pour calculer les estimés de biomasse et leur intervalle de confiance. Les estimés globaux sont calculés pour les fonds de pêche plus profonds que 150 m, séparément pour les 4 zones correspondant aux unités de gestion de la pêcherie. Les estimés globaux montrent que la biomasse du Golfe dans les fonds supérieurs à 150 m étaient de 63.7, 69.9 et 47.5 kt. pour les années 1990, 1991 et 1992 respectivement. Des variations régionales furent notées, la biomasse de crevettes augmentant dans certaines zones alors qu'elle diminuait dans d'autres. Similairement, la biomasse globale par groupe de taille a montré une grande variabilité dans ses patrons de répartition et d'abondance. La diminution notable en 1992 est due à un fléchissement des cohortes les plus âgées (femelles) seulement, dans deux zones : le chenal d'Esquiman et la région de Sept-Îles.

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L'Information réunie dans les journaux de bord des crevettes pêchant dans le golfe du St-Laurent entre 1982 à 1991 inclusivement est utilisée pour générer un atlas de cette importante activité de pêche. Les données sont d'abord vérifiées pour la présence d'erreurs ou d'information incomplète. La proportion d'information valide disponible par rapport aux débarquements est calculée pour chacune des 5 unités de gestion de la pêche. Des cartes simples des captures pondérées, de l'effort et des rendements disponibles sont ensuite calculées par année et par saison : mars à mai et juin à décembre. Suivent les cartes des meilleurs rendements annuels significatifs, d'après les données disponibles. Des cartes résumé réunissant l'information de toutes les années, sont ensuite produites. Ce sont les cartes : des captures totales, des captures moyennes et leur écart-type, pour toute la période de pêche ou par saison; des moyennes mensuelles des captures relatives; et des rendements moyens pondérés et leur écart-type pour toute la période de pêche ou par saison.

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Des méthodes de la géostatistique stationnaire sont employées pour produire des estimés globaux et partiels de la biomasse de crevette nordique (Pandalus borealis) présente dans la région de Sept-Îles à l'automne des années 1982, 1984, 1985, 1987 à 1990. Les échantillons de biomasse ont été récoltés pendant le jour à partir de chalutiers équipés de chaluts à crevette. Des modèles isotropiques de la variabilité spatiale sont estimés à partir des données, séparément pour chaque année, et ensuite utilisés pour calculer les estimés et leur intervalle de confiance. Le modèle spatial ainsi que les paramètres de krigeage optimaux sont choisis d'après les résultats de tests de validation de type "jackknife". Les estimés sont calculés pour deux enveloppes séparément, l'une à l'est, l'autre à l'ouest. Les résultats de krigeage sont comparés aux estimés calculés par tessellation polygonale. Les estimés globaux montrent que la biomasse dans l'aire d'étude est passé de 4.8 à 10.4 kt pendant la période d'observation. Les estimés partiels indiquent que la biomasse contenue dans les zones plus riches que 1 t/km2 a changé par un facteur 10 pendant cette période, passant de 0.9 à 9.5 kt. Le bassin de la Grande Coulée, à l'est, est responsable de la plus grande part de l'accroissement de la biomasse.

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LEBLOND, P., D. LEFAIVRE, G. BUGDEN, D. CAIRNS, A. CONDAL, M. EL-SALH, L. FORTIER, D. GREENBERG, M. JEAN, V. KOUTITONSKY, Y. SIMARD, P. YEATS, 1991. Rapport de l'atelier de travail sur l'océanographie physique. Pages 6-12 in J.-C. Therriault (éd.). Le golfe du Saint-Laurent : petit océan ou grand estuaire? Ministère des pêches et des océans (Publ. spéc. can. sci. halieut. aquat., 113).

SIMARD, Y., 1991. Comparison of kriging estimates of Northern shrimp biomass obtained from two different trawlers in the Sept-Îles fishing grounds in 1990. CAFSAC Res. Doc., 91/80, 7 p.

La biomasse de crevette nordique (Pandalus borealis) de la zone de Sept-Îles à l'automne 1990 est estimée au moyen du krigeage ordinaire de la géostatistique stationnaire, séparément pour des échantillons récoltés par deux chalutiers différents utilisant des chaluts à crevette légèrement différents. Les estimés sont calculés en distinguant deux enveloppes, l'une située à l'est de la zone et l'autre à l'ouest. Les échantillons provenant du M/V Alfred Needler produisent des estimés globaux supérieurs, qui se chiffrent à 9.2±1.9 kt, 4.5±1.1 kt et 13.6±2.2 kt, respectivement pour les enveloppes ouest, est et pour leur somme. Les estimés comparés du M/V Marie-Simon sont de 6.0±1.0 kt, 3.5±0.7 kt et 9.5±1.2 kt. Le trop faible nombre d'échantillons récoltés ainsi que leurs localisations dans des endroits différents d'un chalutier à l'autre ne permettent pas de déterminer si la différence observée est reliée à un échantillonnage différent de l'organisation spatiale ou à une différence d'efficacité d'échantillonnage.

SIMARD, Y., P. BRUNEL, J. LACELLE, 1990. Distribution and growth of pre-recruit cohorts of the northern shrimp (Pandalus borealis) in the western of Gulf of St. Lawrence as related to hydrographic conditions. Can. J. Fish. Aquat. Sci., 47: 1526-1533.

Une collection d'échantillons prélevés au moyen d'un traîneau suprabenthique de mai à octobre est analysée pour déterminer le nombre de cohortes pré-recrutées chez la population de crevette nordique (Pandalus borealis) du golfe du Saint-Laurent et pour estimer leur croissance et leur répartition spatiale. Une cohorte insoupçonnée a été mise en évidence aux longueurs de carapace de 4.5-9.5 mm. Cette cohorte s'est avérée être la cohorte I, ce qui indique trois cohortes pré-recrutées, soit : les cohortes 0 (2.5-4.5 mm), et II (9.5-14.5 mm). Le faible taux de croissance de 4-5 mm par an est attribué aux basses températures (0.5-2 °C) de la masse d'eau sur les fonds habités par les pré-recrues, situés immédiatement sous la nappe intermédiaire glaciale du golfe du Saint-Laurent. Les taux de croissance atteignaient des sommets de 1 mm par mois en août-septembre. L'installation benthique des post-larves a semblé survenir en août-septembre, à l'âge de 4-5 mois. La différenciation sexuelle en mâles commençait à l'âge de 16 mo et leur maturité était atteinte à l'âge de 30-37 mo. Deux strates furent échantillonnées, 0.3-0.7 m. La densité maximale observée pour une seule cohorte a été de 67 individus par 100 m2. D'importantes variations de densité ont été observées aux échelles quotidienne, semi-mensuelle et saisonnière, et ont semblé dépendre en partie du transport horizontal des masses d'eau. Les abondances dans les strates échantillonnées étaient significativement plus faibles pendant la nuit, par suite de migrations verticales dans la colonne d'eau.

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