Profileur acoustique Doppler
Un profileur acoustique Doppler, ou ADCP, mesure les composantes de vitesse de l’eau dans une succession de cellules réparties le long de faisceaux sonores. Il déduit la vitesse radiale du décalage Doppler des échos produits par des particules en suspension. Plusieurs faisceaux inclinés permettent de reconstruire un profil tridimensionnel du courant.
Principe de mesure
Les transducteurs émettent des impulsions à une fréquence acoustique connue. Les particules et petits organismes entraînés par l’eau rétrodiffusent une fraction du signal. La différence entre fréquence émise et fréquence reçue renseigne sur leur mouvement le long de chaque faisceau, supposé représenter celui de l’eau.
Le temps de trajet sépare la colonne d’eau en cellules de profondeur. La fréquence, la durée des impulsions et le traitement choisi établissent un compromis entre portée, résolution spatiale, vitesse maximale non ambiguë et incertitude aléatoire.
Déploiements
Un instrument fixe posé au fond, fixé à une berge ou suspendu à une structure produit une série temporelle de profils. Depuis un bateau en mouvement, la vitesse du porteur est retirée au moyen du suivi du fond ou d’un positionnement satellitaire. L’intégration des vitesses normales à une section permet alors d’estimer le débit d’une rivière ou d’un chenal de marée.
Limites
Une zone aveugle existe près des transducteurs pendant l’émission. À proximité du fond ou d’une paroi, les lobes secondaires contaminent certaines cellules et laissent une couche non mesurée. La célérité du son varie avec la température, la salinité et la pression ; une valeur incorrecte biaise les distances et certaines vitesses.
Le suivi du fond devient trompeur lorsque les sédiments se déplacent. Une faible concentration de diffuseurs réduit le signal, tandis que bulles et organismes nageurs peuvent perturber l’estimation. Contrairement à un sonar d’imagerie, l’ADCP est conçu d’abord pour mesurer des vitesses distribuées, même si l’intensité de rétrodiffusion apporte aussi une information qualitative sur la colonne d’eau.