# Analyse par imagerie hyperspectrale sous-marine :
Révéler la variabilité de l'efficacité des récifs artificiels

Elisabeth Riera, Cédric Hubas, Mischa Ungerman, Guy Rigot, Alexis Pey, Patrice Francour, Francesca Rossi

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Elisabeth Riera, Cédric Hubas, Mischa Ungerman, Guy Rigot, Alexis Pey, et al. Analyse par imagerie hyperspectrale sous-marine : Révéler la variabilité de l'efficacité des récifs artificiels. Rencontres de l'éolien en mer, Jun 2023, Paris, France., 2023, 10.5281/zenodo.7993663. hal-04118998

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Submitted on 6 Jun 2023

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# Analyse par imagerie hyperspectrale sous-marine :
Révéler la variabilité de l'efficacité des récifs artificiels

E. Riera, C. Hubas, M. Ungerman, G. Rigot, A. Pey, P. Francour, F. Rossi

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Elisabeth Riera

Postdoc - MNHN
Station Marine de Concarneau
[elisabeth.riera1@mnhn.fr](mailto:elisabeth.riera1@mnhn.fr)
[riera.elisabeth13@gmail.com](mailto:riera.elisabeth13@gmail.com)

## Perception: l'oeil humain vs caméra hyperspectrale

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* L'oeil humain perçoit dans la lumière visible en 3 bandes R V B

* les satellites munis de caméra hyperspectrale divisent la lumière en plusieurs centaines de bandes de l'ultraviolet au proche infra-rouge

* Ils permettent d'établir des cartographies terrestres ou chaque pixel est composé de ses coordonnées (x,y) des longueurs d'ondes (λ) qui composent le spectre de réflectance.

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## Exemple de prototype de caméra hyperspectrale sous marine : Le DiveRay ©

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* Développée par Planblue

* S'utilise par un plongeur autonome jusqu'à 30m

* Collecte un riche jeu de données :

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→ RVB vidéo

→ Hyperspectral vidéo

→ stereo (3D) video

→ géo-position

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planblue

* Depuis peu l'imagerie hyperspectrale s' invite sous l'eau. Les challenges sont complexes pour s' adapter aux conditions marines afin d' offrir des cartographies aussi précises qu'en milieu terrestre.

* Le développement de cette technologie offre déjà la possibilité d'accéder à la richesse des fond marins de façon non destructive

* Suivi de différents types d'habitat (herbier, récif coralien, fond rocheux, tombant coralligène, habitat artificiel, éolienne en mer, etc...)

* détection de déchets plastiques ou des espèces invasives

## Etude de cas en Principauté de Monaco

### Efficacité des récifs artificiels à imiter le signal photosynthetic des assemblages des habitats naturels adjacents ?

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Principauté de Monaco

<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>Vieux récifs artificiels (OAR)
(45 ans d'immersion)</figcaption></figure>

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<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Récifs artificiels 3D (3DR)
(3 ans d'immersion)</figcaption></figure>

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<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Habitat naturel
(NAT)</figcaption></figure>

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<figure><img src="image_17.png" /><figcaption>→ Annotation de région d'interest (ROI)
sur les images hyperspectrales</figcaption></figure>

<figure><img src="image_18.png" /><figcaption>→ Calcul de la dérivée seconde du spectre de réflectance (R")</figcaption></figure>

<caption>→ Sélection de 6 λ relatives aux pigments photosynthétiques</caption>

## Résultats

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* Signal photosynthétique global (Chlorophylle a)
  NAT > 3DR < OAR

* Signal des algues brunes (Fucoxanthine)
  NAT = 3DR < OAR

* Signal des algues rouges (Phycoérythrine)
  NAT > 3DR = OAR

* Les efforts déployés pour l'usage d'un design et d'un substrat biocompatible sont prometteurs en faveur des récifs artificiels 3D.

* Un suivi plus approfondi est nécessaire pour le confirmer.

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STATION MARINE
CONCARNEAU

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UNIVERSITÉ
CÔTE D'AZUR

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ECOSEAS
ECOLOGY AND CONSERVATION
SCIENCE FOR SUSTAINABLE SEAS

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