Les capteurs Optiques au Laboratoire d’Océanographie de Villefranche

1. Les capteurs Optiques au Laboratoire d’Océanographie de Villefranche Edouard Leymarie, Laboratoire d’Océanographie de Villefranche

2. Plan • Présentation du LOV • Les capteurs optiques in situ au LOV • Les plateformes d’utilisation • Les moyens R&D du LOV

3. LABORATOIRE D’OCEANOGRAPHIE DE VILLEFRANCHE (LOV) UMR 7093CNRS INSU (InEE, InSB) - UPMCDirecteur : Antoine Sciandra

5. 1 LOV 4 bâtiments 2 3 4

6. Personnels du LOV - mars 2011

7. Les capteurs optiques (in situ) • Les capteurs passifs : • Radiomètre : Mesure du champ radiatif sous marin. • Validation des données « Couleur de l’eau » • Etude théorique du champ radiatif, impact sur le vivant Luminance (Société Satlantic) éclairement (Société Satlantic) Caméra à Luminance (Développement LOV - CIMEL) Hyper-spectraux (Société Satlantic)

8. La caméra CE-600 collaboration CIMEL-LOV-CNES 406 438 494510560 628 nm 6 Filtres passe-bande (sur une roue) CMOS (Altasens HD3560). 12-bit digit. CMOS Capteurs auxiliaires (tilt, compass, pressure, internal temp) Aux Data transfert (fibre optique ) & command Com Φ96 * 260 mm, 2.4 kg Container étanche (200 m de profondeur)

9. Les capteurs optiques (in situ) • Les capteurs passifs : • Radiomètre • Les capteurs actifs : • Fluorescence (Chlorophylle, Détritique, …) • Rétrodiffusion, transmission (particules) • Nutriment Eclairement, Luminance, Transmission, Fluorescence et Rétrodiffusion (Société Satlantic) Nutriment (Nitrate) (Société Satlantic) Fluorescence et Rétrodiffusion (Société WetLabs)

10. Les capteurs optiques (in situ) • Les capteurs passifs : • Radiomètre • Les capteurs actifs : • Fluorescence (Chlorophylle, Détritique, …) • Rétrodiffusion, transmission (particules) • Nutriment • Les capteurs imagerie : • UVP • Méduse

11. Les capteurs Imagerie (in situ) • Underwater Vision ProfilerUVP (CNRS patent) • UVP5 specifications: • OperationalDepth: 0 to 6000 meters • UVP Dimension (H): 1100 cm • Weight in air: 30 Kg • Input voltage: 110 to 230 VAC, 50 to 60 Hz • Interface: RS232 or external switch • Lighting: Red LED of 625nm in two glass cylinders • Real time processing, Optionaltelemetry • Stand-alone, Rosette, ROV, AUV and mooring adaptable • Capable of acquiring and processing images from the surface even in strong sunlight. • Specifications: Images • Standard Image volume: 1.02 litres per frame (About 15cm x 20cm x 3.5 cm). Other volumes are available on request. • Image resolution: Acquiresobjects > 100µm • Mesure des particules vivantes ou détritiques • Flux de carbone www.hydroptic.com/uvp

12. Les capteurs Imagerie (in situ) • Underwater Vision ProfilerUVP (CNRS patent) • Caméra embarquée Méduse (Projet VASQUE) • Optical characteristics • wide angle: 90°diagonal FOV • focal length: 1.8 mm • Depth of field: 20cm - infinity • band-pass filter (red/green) • Consumption • less than 1W • Observed Volume • about 1 mˆ3 • Size • Wetlabs “Puck” size • Depth rating • 700 meters • Board • MBS270 (Mobisense Systems) • Processor Marvell PXA270 520 MHz • Ethernet/RS232 communication • OS: Linux embedded 2.6.26 • microSD (up 32 GB) • Camera Sensor • Aptina MT9V034 • 1.3 Mpix CMOS monochrome • Flash • 20 Luxeon Rebel HighPower LEDS • Red-orange color /green • camera triggered and pulsed

13. Les capteurs Imagerie (in situ) • Underwater Vision ProfilerUVP (CNRS patent) • Caméra embarquée Méduse

14. Les plateformes d’utilisation • Les bateaux • Avantages : Moyens disponibles très important, grand nombre d’expériences simultanées • Désavantages : Coût, couverture spatiale et temporelle faible NASA ICE, détroit de Bering. David Luquet - OOV

15. Les plateformes d’utilisation • Les Mouillages • Avantages : Très bonne couverture temporelle, charge utile importante • Désavantages : Très mauvaise couverture spatiale EOL

16. Les plateformes d’utilisation • Les plateformes autonomes • Avantages : Bonne couverture spatiale et temporelle, • Désavantages : Autonomie, charge utile limitée Flotteur – Profileur (PROVOR – NKE) SeaExplorer glider, Acsa

17. Les plateformes d’utilisation • Les profileurs Durée de vie : 4/5 ans 800 flotteurs / an

18. Les plateformes d’utilisation • Les profileurs « Bio » ProVal Ed-Lu (7λ) Ed-Lu (7λ) Collaboration LOV-NKE-IFREMER

19. Les plateformes d’utilisation • Les profileurs « Bio » Objectifs d’intégration : Avec un futur besoin de traitement et reconnaissance d’images embarqué performant

20. Les moyens R&D du LOV • Accès à la Mer (Campagne, rade, sorties mensuelles large)

21. Les moyens R&D du LOV • Accès à la Mer (Campagne, rade, sorties mensuelles large)  Grandes campagnes océanographiques Internationales Biosope Malina

22. Les moyens R&D du LOV • Accès à la Mer (Campagne, rade, sorties mensuelles large) • Expertise dans les plateformes bouées et engins autonomes SeaExplorer glider, Acsa EOL BOUSSOLE PROVOR, NKE

23. Les moyens R&D du LOV • Accès à la Mer (Campagne, rade, sorties mensuelles large) • Expertise dans les plateformes bouée et engins autonomes • Expertise dans le traitement et l’interprétation des données Variabilité Chla (1998–2002)  (1979–1983) Antoine et al. (2005), J. Geophys. Res.

24. Les moyens R&D du LOV • Accès à la Mer (Campagne, rade, sorties mensuelles large) • Expertise dans les plateformes bouée et engins autonomes • Expertise dans le traitement et l’interprétation des données • Expertise dans le développement instrumental Instruments dévelopés au LOV

25. Les moyens R&D du LOV • Accès à la Mer (Campagne, rade, sorties mensuelles large) • Expertise dans les plateformes bouée et engins autonomes • Expertise dans le traitement et l’interprétation des données • Expertise dans le développement instrumental • Moyens de tests : • HPLC • Salle noire • Analyse chimique • Cultures d’algues

26. Les moyens R&D du LOV • Accès à la Mer (Campagne, rade, sorties mensuelles large) • Expertise dans les plateformes bouée et engins autonomes • Expertise dans le traitement et l’interprétation des données • Expertise dans le développement instrumental • Moyens de tests : • HPLC • Salle noire • Analyse chimique • Cultures d’algues • Un très bonne visibilité du LOV à l’international

27. Un projet de développement : UVP 6 • Adaptation du UVP 5 aux plateformes autonomes (Lars Stemmann, Marc Picheral, LOV) • Projet ANR fin Février • Labellisation Pôle Mer prévue • Projet industriel avec des objectifs de production : objectif d’implémentation sur un part importante des flotteurs Argo • Besoin important en traitement d’images embarqué et en électronique/éclairage faible consommation

28. Recherche de partenariats • Développer des capteurs standards (Radiométrie, Fluorescence, …) pour diminuer la situation de monopole actuelle et faire baisser les prix. • Développer des capteurs innovants (imagerie embarquée) • Développer des partenariats autour de notre expertise de la mesure optique en océanographie et de notre maitrise des vecteurs (Glider-Profileur).

29. Merci