Diffusion acoustique
La diffusion acoustique est la redistribution d’une onde sonore dans plusieurs directions lorsqu’elle rencontre une cible, une interface ou des irrégularités du milieu. Sous l’eau, poissons, plancton, bulles, particules et fond marin diffusent une partie de l’énergie émise par un sonar ou un échosondeur.
Dépendance à la cible et à la fréquence
L’intensité et la direction de l’énergie diffusée dépendent de la taille, de la forme, de l’orientation et des propriétés acoustiques de la cible, ainsi que de la longueur d’onde. Chez de nombreux poissons, la vessie natatoire produit une part importante du signal, mais sa contribution varie avec l’espèce, la profondeur et l’angle d’incidence.
La rétrodiffusion est la composante renvoyée vers l’émetteur-récepteur ; elle ne représente qu’une direction particulière de la diffusion totale. Son interprétation permet d’estimer la présence, la distribution ou parfois la biomasse d’organismes, avec des incertitudes liées à l’identification des cibles et à leur comportement.
Grandeurs et interprétation
Pour une cible isolée, la section efficace de rétrodiffusion décrit la capacité à renvoyer l’énergie vers le transducteur. Son expression logarithmique, le target strength, est donnée en décibels par rapport à un mètre carré. Pour un banc ou une couche planctonique, l’intégration des échos porte sur un volume ou une distance et ne se convertit en abondance qu’avec une relation cible–taille adaptée.
La réponse varie avec la fréquence. Une même cible peut donc être bien détectée à une fréquence et peu visible à une autre, notamment lorsque sa taille approche la longueur d’onde ou lorsqu’un organe gazeux entre en résonance. La mesure exige un échosondeur étalonné, la connaissance de la géométrie du faisceau et un traitement distinguant les organismes du fond, de la surface, des bulles et du bruit. La diffusion fournit ainsi un signal indirect : elle ne détermine pas seule l’espèce ni la biomasse exacte.
La réverbération correspond au signal total et prolongé résultant de multiples contributions du volume d’eau, du fond ou de la surface. Elle ne se confond ni avec le mécanisme général de diffusion, ni avec l’écho attribué à une cible isolée.