Rétrodiffusion acoustique

La rétrodiffusion acoustique est la part d’une onde sonore diffusée par une cible dans la direction de la source. En milieu aquatique, un échosondeur ou un sonar émet une impulsion puis reçoit cette énergie retournée sous forme d’écho. Son intensité dépend des propriétés de la cible, de la fréquence, de son orientation et de la géométrie de l’observation.

Cibles et contrastes acoustiques

La diffusion apparaît lorsque l’onde rencontre une variation d’impédance acoustique. Chez de nombreux poissons, la vessie natatoire produit une grande part de l’écho en raison du fort contraste entre le gaz et les tissus. Les espèces dépourvues de vessie, le zooplancton, les bulles, les particules et le fond possèdent des signatures différentes.

Pour une cible isolée, la section efficace de rétrodiffusion exprime la capacité à renvoyer de l’énergie ; sa forme logarithmique est la force de cible, ou target strength, en décibels. Pour un ensemble distribué, le coefficient volumique et la force de rétrodiffusion volumique décrivent l’écho rapporté au volume insonifié. Ces grandeurs ne sont pas interchangeables.

De l’écho à l’information biologique

Un échosondeur étalonné peut mesurer la rétrodiffusion dans la colonne d’eau. L’écho-intégration additionne le signal sur une profondeur et une surface, puis une relation de force de cible permet d’estimer une abondance ou une biomasse. Cette conversion dépend de l’espèce, de la taille, de l’angle de nage et de la fréquence ; un signal intense ne donne donc pas directement un nombre universel de poissons.

L’absorption de l’eau, l’élargissement du faisceau, le bruit, les seuils de traitement et les échos multiples modifient le signal reçu. La réflexion par le fond peut masquer les organismes proches du substrat. Les systèmes multifréquences ou large bande aident à distinguer des catégories de cibles, mais l’identification taxonomique repose souvent aussi sur des prélèvements ou des observations directes.