Caméra remorquée

Contexte scientifique

Exemples de fond marin

Sur le terrain, la comparaison de sites pauvres et riches en oxygène requiert une description des habitats et des communautés qui y vivent. Bien qu'il existe une foule d'instruments de mesure, quoi de mieux que l'oeil humain pour apprécier les environnements et les problèmes d'échantillonnage auxquels les scientifiques sont confrontés. Afin d'obtenir cette information qualitative, une équipe de l'Institut Maurice-Lamontagne a conçu un système de vidéo sous-marine remorquée dont les principales caractéristiques sont d'être très peu coûteux, peu complexe et pouvant résister aux contraintes particulières de cet environnement soit des profondeurs de l'ordre de 350 m et donc de fortes pressions, un fond avec relief accidenté et une obscurité totale.

Le 4 juillet 1999, le premier essai a été effectué en remorquant un traîneau portant la caméra et l'éclairage au large des Escoumins par 312 mètres de fond. Les résultats obtenus furent plus que convaincants et les images acquises dès le premier essai ont montré un fond couvert d'ophiures et d'anémones avec quelques poissons et crabes. La semaine qui a suivi fut une suite de succès alors que de bonnes séquences vidéo ont été tournées dans presque toutes les zones du Saguenay entre Tadoussac et la ville de La Baie. Depuis ces premiers essais, l'éclairage et les techniques de remorquage ont été perfectionnés mais le système est demeuré simple et peu coûteux, étant composé principalement d'éléments disponibles commercialement et pouvant être remplacés facilement.

Ce système n'a jamais été endommagé sérieusement, mis à part quelques égratignures, et a servi à obtenir plusieurs heures de séquences vidéo sur des sites d'études du crabe des neiges près de Métis et dans la région de Sept-Iles. Ce système a aussi servi d'exemple pour un appareil plus élaboré qui est maintenant utilisé par le Service Hydrographique du Canada pour caractériser des secteurs nouvellement cartographiés par multi-faisceaux.

Système pour le déploiement Déploiement de jour

Séquences vidéo

Ces séquences vidéo de 73 secondes sont un montage réalisé à partir d'images prises à plus de 300m dans le chenal Laurentien près de Les Escoumins; à différents endroits dans le fjord du Saguenay entre 50 m et 200 m et près de Pointe Mitis dans l'estuaire entre 100 m et 200 m.

La visualisation de cette animation nécessite Flash 8

Défis et solutions

Il existe déjà des systèmes de caméras submersibles sur le marché. Plusieurs de ces systèmes peuvent résister à de très grandes pressions et fournir des images de haute qualité. Le coût de ces systèmes est généralement très élevé et des équipements spécialisés sont requis pour les déployer. De plus, leur remplacement rapide en cas de bris n'est souvent pas possible.

Le secret du succès du présent système réside dans l'utilisation de composantes qui ne sont pas normalement destinées au milieu scientifique et facilement disponibles dans le commerce au détail.

Caissons étanches

Caissons étanches

Les trois caissons utilisent un design similaire. Il s'agit d'un simple cylindre d'aluminium ayant une paroi de 9°mm dont une extrémité a été fermée par un couvercle de 13 mm soudé. L'ensemble fut anodisé pour le protéger de la corrosion . L'autre extrémité est fermée par un couvercle en acrylique transparent de 25 mm d'épaisseur. Celui-ci comprime un joint torique qui assure l'étanchéité de l'ensemble. La condensation qui se forme suite à l'immersion en eau froide se fait sur l'intérieur du cylindre et non sur le hublot, évitant ainsi de perturber l'image. Les caissons destinés à l'éclairage comportent un connecteur étanche sans pièce mobile, lequel est utilisé comme interrupteur pour mettre l'éclairage en marche. L'absence d'ouvertures et de joints dynamiques assurent une grande robustesse à l'ensemble. Le choix des matériaux s'est avéré adéquat pour des profondeurs dépassant parfois 300 mètres et les caissons ont su résister à des chocs importants notament avec des rochers de deux à trois mètres.

Caméra

Caméscope

Un caméscope domestique fixé dans une cage de rétention en plastique est installé derrière le hublot. Une lentille de conversion grand-angulaire est fixée sur la caméra pour obtenir une couverture plus large (65 degrés) tout en limitant au minimum les aberrations chromatiques et sphériques dues au hublot plat (non hémisphérique). Aucune commande du caméscope n'est disponible de l'extérieur sauf la mise en marche via la télécommande à infrarouges à travers du hublot.

Éclairage

Système d'éclairage

Bien qu'un éclairage utilisant des lampes à arc aurait été souhaitable, les coûts et la complexité ont été réduits en employant de l'éclairage halogène à basse tension. Des réflecteurs dichroïques comportant des ampoules de 50 Watt couvrant 40 degrés ont été employés. Ceux-ci sont alimentés par des accumulateurs au gel/acide de 14 Ah sur 12 V permettant une autonomie minimale de 50 minutes par immersion. Un filtre diffuseur a été ajouté au hublot d'acrylique afin d'adoucir et l'élargir le faisceau de lumière.

 

 

Remorquage

Encore ici, du matériel existant a été préféré à un nouveau design. Le cadre avant d'un chalut à perches (sans filet) a été modifié pour accepter le caisson de caméra au centre et les deux caissons d'éclairage à un mètre de part et d'autre de la caméra. Les chaînes de remorquage ont été remplacées par un double filin synthétique et les patins ont été lestés pour retrouver la stabilité perdue en l'absence du filet. L'ensemble donne une plate-forme très stable sur différents substrats allant du fond de vase meuble au fond de galets avec les occasionnels rochers.

Déploiement

Préparation

  • Vérification et installation des batteries pour l'éclairage
  • Lubrification de tous les joints
  • Installation de la pile et de la bande magnétique pour la caméra
  • Fermeture et vérification des caissons d'éclairage et de caméra
  • Mise en marche des modules d'éclairage

Déploiement

  • Mise à l'eau en mouvement (3 à 5 noeuds)
  • Descente au fond avec une fois et demie la profondeur de câble de remorquage
  • Remorquage à 1,5 noeuds pendant 20-30 minutes
  • Récupération

Post-déploiement

  • Extinction de l'éclairage
  • Inspection visuelle des caissons
  • Ouverture du caisson de caméra, récupération de la bande magnétique et remplacement de la pile
  • Ouverture des modules d'éclairage, remplacement des batteries

Traitement des bandes Système pour le traitement des bandes

  • Vérification sommaire de la qualité des images
  • Copie de la bande analogique sur support numérique pour archivage
  • Rotation des bandes analogiques durant une mission (minimum de quatre bandes par mission)
  • Édition et montage numérique à l'Institut Maurice-Lamontagne
  • Compression et archivage final sur CD-R ou DVD-R