Effet de profondeur de couche

L’effet de profondeur de couche est une modification de la propagation acoustique sous-marine produite au voisinage de la base d’une couche de surface, lorsque le profil de célérité du son passe d’un gradient nul ou positif à un gradient négatif. La réfraction peut alors séparer les trajets acoustiques et créer sous la couche une zone où le niveau reçu diminue fortement.

Formation de la zone d’ombre

Dans une couche superficielle bien mélangée, la pression peut faire légèrement augmenter la célérité avec la profondeur. Sous cette couche, la baisse rapide de température dans la thermocline produit souvent un gradient négatif. Les rayons acoustiques se courbent vers les régions où la célérité est plus faible. À la profondeur du maximum de célérité situé au-dessus de la thermocline, un rayon critique se divise entre trajets réfractés vers la surface et vers la profondeur ; l’espace non parcouru par ces trajets directs constitue une zone d’ombre.

Conséquences et variabilité

Une source et un récepteur placés de part et d’autre de la couche peuvent communiquer avec une perte de transmission supérieure à celle attendue par la seule divergence géométrique. L’effet n’est ni une réflexion totale systématique ni une barrière acoustique fixe. Sa force et sa géométrie dépendent de la profondeur de la couche, du profil complet de célérité — donc de la température, de la salinité et de la pression — ainsi que de la fréquence, de la position des instruments, de la surface et du fond. Les variations diurnes, saisonnières et météorologiques déplacent la couche et la zone d’ombre.