Comparaison des traitements effectués avec les logiciels CASCADE et CODAS

Sur les navires de recherche français, il existe deux logiciels de traitement des données ADCP de coque : CODAS, développé à l’Université d’Hawaii depuis 1986, et CASCADE, développé plus récemment à l’IFREMER à Brest.

CASCADE a été choisi pour le traitement en routine des données enregistrés systématiquement par les navires de recherches dépendant de l’IFREMER.

Les principes des 2 méthodes sont similaires : il s’agit de déterminer et éventuellement corriger les profils douteux, d’intégrer les données de navigation et d’étalonner les données ADCP à l’aide d’informations complémentaires sur l’attitude du navire (centrale d’inertie, GPS multi-antennes...).

Alors que CODAS propose une succession d’opérations manuelles sur la ligne de commande, CASCADE automatise au maximum le processus au travers d’une interface utilisateur mais propose moins d’options pour la partie étalonnage. De plus, en sortie, CASCADE propose deux types de fichiers, « brut » ou exploitation « expl », qui comporte un lissage spatial à définir par l’utilisateur.

Les résultats exposés ici portent sur une radiale effectuée le long du méridien 10°W au cours de la campagne EGEE1 à bord du N/O SUROIT en juin 2005. L’ADCP est un BB-150 de RDI.

Comme on ne dispose pas de mesures de courant « de référence » au même endroit et en même temps, on ne pourra déterminer ici quel est le « meilleur » traitement, mais simplement faire ressortir les différences entre les deux méthodes.

La Figure 1 présente des sections verticales des 2 composantes du courant le long de la radiale (en cm/s, U, positif et couleur chaudes vers l’Est ; V positif et couleur chaudes vers le nord), traitement CODAS à gauche, et CASCADE « expl » à droite.

Figure 1

EGEE1, VMADCP Section 10°W

Les sections de U montrent toutes deux les principaux courants zonaux du système équatorial : sur l’équateur le Sous Courant Equatorial vers l’Est, avec un maximum en subsurface, pris entre les 2 branches du Courant Equatorial Sud, vers l’Ouest ; aux environs de 5°S, en subsurface, le Contre Courant Equatorial Sud, vers l’Est.

Les différences entre les 2 traitements portent surtout sur la portée (celle de CASCADE est inférieure d’environ 20-50m) et sur les zones de fort cisaillement vertical (par exemple prés de la surface à 0°-1°S, où les gradients sont moins forts dans CASCADE).

La différence de portée s’explique par les critères plus stricts sur la qualité du signal utilisés dans CASCADE ; les cisaillements sont plus faibles dans CASCADE à cause du filtrage utilisé pour la version « expl ».

La Figure 2 présente les différences sur la composante U, d’une part entre CASCADE « brut » et CODAS (en haut), et d’autre part CASCADE « expl » et CODAS (en bas).

Pour les deux figures, le différence RMS entre les deux traitements est de l’ordre de 1.8 cm/s, la différence moyenne étant négligeable.

Les différences sont plutôt barotropes (homogènes sur la verticale) avec la version CASCADE « brut », mais le sont moins avec la version « expl », à cause du filtrage qui diminue les pics de vitesse et les gradients et augmente donc la différence avec CODAS.

Figure 2

Un des points les plus délicats dans le traitement ADCP est l’obtention des courants réels par soustraction au signal ADCP des mouvements du navire dans l’espace (navigation, attitude).

On pourrait donc s’attendre à ce que les différences CODAS/CASCADE soient plus apparentes lorsque le navire est en route, mais ça ne semble pas être le cas ici.

Les Figures 3 et 4 présentent quelques exemples de profils moyennés pendant des stations ou entre stations ; on y voit des différences similaires, dont les plus importantes se situent dans la partie inférieure des profils ( les 50 derniers mètres), en route ou en station.

Il est possible que ces différences soient aussi dues aux différents critères de validité utilisés par les deux logiciels : plus on descend plus le nombre de profils retenus dans chacun des traitements sera différent, et cela augmentera les différences sur leur moyennes.

Sur la Figure 3 sont aussi tracés les profils LADCP réalisés en stations : ils montrent que la différence LADCP/ADCP est généralement plus grande que la différence entre les deux traitements ADCP.

Figure 3

Figure 4