Ce que le vendeur a oublié de vous dire #3 – pourquoi le sondeur XJ02B envoie une vraie image que personne ne peut lire

Voici la troisième partie de la série dans laquelle je vérifie quelle part de ce que vous voyez sur l’écran d’un sondeur est une mesure et quelle part un dessin. Dans l’épisode précédent, le Lucky FF918 s’est révélé être un sondeur de profondeur avec thermomètre, qui dessine son échogramme coloré de mémoire et tire la taille du poisson au sort.

Aujourd’hui, sur l’établi, quelque chose de bien moins cher et sans nom : une boule noire à une cinquantaine d’euros achetée sur une place de marché chinoise, vendue comme « 2023 new Wireless Fish Finder ». Sous le boîtier, une étiquette SONAR 125 kHz et c’est tout. Bluetooth, l’application Fish Helper, et pas même un nom de fabricant sur le boîtier.

Et c’est là que commence la surprise, car le XJ02B envoie une vraie coupe de l’écho, et non quatre nombres comme le FF918. Cela ressemble à une classe au-dessus. Sauf que j’ai calculé quelle part de cette coupe revient à un poisson, et le résultat est trop faible pour juger quoi que ce soit de façon fiable.

Toute la conversation entre le XJ02B et le téléphone tient en 140 octets, dont 120 échantillons d’écho

J’ai connecté un téléphone pour journaliser le trafic Bluetooth et j’ai décomposé octet par octet ce qui arrive de l’eau. La trame a une longueur fixe de 140 octets et arrive environ six fois par seconde.

• 120 octets sont des échantillons successifs de l’intensité de l’écho, de la surface jusqu’à la profondeur réglée
• 2 octets pour la profondeur
• 2 octets pour la température
• 3 octets constituent le verdict tout prêt de la sonde : profondeur de la cible et sa « taille » sur une échelle de 1 à 3
• le reste, ce sont les marqueurs de début et de fin, le niveau de batterie, les réglages et la somme de contrôle

À titre de comparaison : le Lucky FF918 envoyait neuf octets et quatre nombres disant seulement « à cette hauteur, quelque chose flotte ». Ici, nous obtenons une vraie coupe. Cent vingt, cela paraît beaucoup. Vous allez voir pourquoi c’est encore trop peu.

Le XJ02B éclaire d’un coup une couche de 16 centimètres d’épaisseur et cela détermine tout le reste

Aucune fiche produit n’explique cela, et sans cela le reste est incompréhensible.

Le XJ02B ne regarde pas toute la couche d’eau d’un coup. Il envoie une impulsion sonore brève, qui a une certaine longueur dans l’eau, et écoute ce qui revient. À chaque instant, il n’entend l’écho que de cette seule couche qui passe à ce moment-là. La couche descend à la vitesse du son, soit environ un kilomètre et demi par seconde, et la sonde enregistre au passage 120 échantillons successifs d’intensité.

À 125 kHz, une oscillation dure 8 microsecondes. Le transducteur a besoin de quelques dizaines d’oscillations pour se mettre en régime, si bien que l’impulsion occupe réellement de 12 à 23 centimètres de trajet dans l’eau, selon la profondeur réglée. À 10 mètres d’eau, cela fait environ 16 centimètres.

Et de là découle la limite la plus importante de ce matériel : tout ce qui est plus mince que cette couche n’a pas de forme. Cela ne dessinera pas un arc, cela ne fera pas une tache d’une taille donnée. Cela fera seulement qu’un échantillon sur les 120 sera plus fort que ses voisins.

Le XJ02B ne voit pas la taille d’un poisson : l’écart entre trente et cinquante centimètres vaut un quart d’échantillon

Calculons-le directement. À 10 mètres d’eau, le XJ02B bascule sur la portée de 18 mètres, un échantillon d’image correspond donc à 15 centimètres de colonne d’eau, tandis que l’impulsion en fait 16.

Profondeur d’eau	Un échantillon d’image	Poisson 30 cm	Poisson 50 cm	Écart
3 m	2,5 cm	7,1 échantillons	8,7 échantillons	1,6 échantillon
5 m	5,1 cm	3,8 échantillons	4,6 échantillons	0,8 échantillon
10 m	15,2 cm	1,5 échantillon	1,7 échantillon	0,26 échantillon
20 m	22,9 cm	1,3 échantillon	1,4 échantillon	0,17 échantillon

Un quart d’échantillon, c’est moins d’un pixel d’image. À 20 mètres, l’écart tombe à un sixième. Même dans le meilleur cas, à 3 mètres, cela fait un échantillon et demi.

La conclusion est inconfortable mais sans ambiguïté : le XJ02B est physiquement incapable de voir la taille d’un poisson. Et non pas parce que les échantillons sont trop peu nombreux. Parce que sa propre impulsion est plus épaisse que le poisson. C’est le plafond physique de ce matériel, qu’aucune mise à jour logicielle ne fera bouger.

La taille du poisson dans le XJ02B, c’est la force de l’écho, pas la longueur du poisson

Puisque la taille ne peut pas être mesurée, le XJ02B doit la prendre quelque part. Il la tire de l’intensité de l’écho et la range dans trois cases : faible donne un, plus fort donne deux, le plus fort donne trois. Cet unique octet part vers l’application, qui dessine l’icône correspondante.

Le problème, c’est que l’intensité de l’écho dépend avant tout de deux choses qui n’ont rien à voir avec la longueur du poisson :

• comment le poisson est orienté au moment de la mesure, de flanc ou de face vers la sonde
• à quelle distance de l’axe du faisceau il nage, car au bord du cône l’écho est nettement plus faible

Rendons justice à l’appareil : contrairement au Lucky FF918, la taille n’est pas tirée au sort ici. Elle est calculée. Simplement calculée à partir d’une grandeur qui dit très peu de la longueur d’un poisson. Le même poisson, dans l’axe du cône puis au bord, recevra deux tailles différentes.

Le fond, pour le XJ02B, c’est simplement le plus fort des 120 échantillons

Puisque le XJ02B dispose de 120 nombres, il doit décider d’une manière ou d’une autre lequel est le fond. Je l’ai vérifié dans son logiciel : il les parcourt de haut en bas et retient l’échantillon le plus fort. C’est celui-là qu’il déclare être le fond.

Il ne vérifie pas si l’écho est plat. Il ne vérifie pas s’il est dur. Il ne le compare pas au ping précédent. Simplement le plus fort.

Conséquence : si un banc dense se tient sous le bateau ou si quelque chose de dur flotte au-dessus du fond et réfléchit plus fort que le fond lui-même, ce sera pris pour le fond. Et vous ne le remarquerez même pas, car l’application trace la ligne de fond à travers un filtre de moyenne sur les seize dernières mesures. Au lieu d’un saut, elle dessinera une pente douce. Le fond montera puis redescendra, comme si vous étiez passé au-dessus d’une bosse qui n’existe pas.

Dans la couche d’eau, presque tout peut devenir un poisson pour le XJ02B

J’ai cherché à quoi le XJ02B reconnaît un poisson. Il y a trois conditions et c’est toute la liste :

• l’écho est plus fort qu’un seuil dépendant de la sensibilité réglée
• la cible se trouve au moins 0,6 mètre au-dessus du fond
• la cible est plus profonde que 0,7 mètre sous la sonde

Aucune analyse de la forme de l’écho. Aucune vérification de sa durée. Aucun suivi de la cible entre pings successifs. La décision se prend sur un seul échantillon d’un seul ping.

Ce qu’il y a vraiment sous le bateau	Ce que le XJ02B affichera
poisson	icône de poisson
feuille flottante, brindille, tapis d’algues	icône de poisson
bulles, particules en suspension après la pluie, thermocline	icône de poisson
branche suspendue, fil cassé	icône de poisson
herbier de plus de 0,6 m au-dessus du fond	icône de poisson, et seulement les sommets
herbier de moins de 0,6 m au-dessus du fond	rien, il est invisible
tronc posé sur le fond	rien, il se confond avec le fond

Cela fonctionne donc dans les deux sens et les deux sont mauvais. Ce que vous voulez vraiment savoir avant de déposer un montage, à savoir où se trouvent les herbiers et où se trouve l’obstacle, n’a strictement aucune représentation sur cet écran.

L’application Fish Helper a deux images du fond, et celle par défaut ne touche pas aux mesures

Dans l’application accessible à tous, il existe deux façons indépendantes de dessiner le fond, et ce ne sont pas deux styles graphiques mais deux modes de fabrication différents de l’image.

• Le mode Sonar prend ces 120 mesures et en fait un véritable échogramme.
• Le mode General s’appelle littéralement dans le code « calcul de l’image d’un fond virtuel ». Il ne touche pas une seule fois aux mesures. Il prend un nombre, la profondeur, le lisse et remplit tout ce qui est sous la ligne avec une image toute faite issue d’un fichier, qui défile en boucle.

Le mode General est celui par défaut. Après installation, l’application démarre précisément dans ce mode.

Vous basculez sur Sonar et vous tombez dans le piège suivant. Avec les icônes de poissons activées, et elles le sont par défaut, l’application cherche le fond avant de dessiner et remet à zéro tout ce qui est au-dessus. Toute la couche d’eau, tous les échos faibles, toute la végétation. Il reste la trace du fond et les icônes qui flottent au-dessus.

Vous avez donc un choix dont personne ne parle : soit les icônes de poissons, soit l’image de la couche d’eau. Jamais les deux à la fois.

Les premiers 0,7 mètre sous le XJ02B sont aveugles, et sous 0,61 m l’application affiche des tirets

Le transducteur se comporte comme une cloche. Pendant qu’il émet, et longtemps encore après avoir cessé, il est sourd, car son propre son couvre tout ce qui revient. Les mesures sur l’eau donnent une zone morte d’environ 70 centimètres.

Un poisson qui se tient à 60 cm sous la sonde n’existe pas. L’amorce juste sous le bateau non plus. En eau peu profonde, cela devient un vrai problème, car c’est le fond lui-même qui tombe dans cette zone morte.

Cette couche jaune n’est pas une information distincte sur le fond. C’est le maximum de l’échelle : le récepteur assourdi inscrit la plus grande valeur possible, et la palette peint le maximum en jaune. Le vrai fond se perd au milieu de cette tache.

En dessous d’une certaine limite, l’application refuse simplement de coopérer. Le code contient une condition ferme : si la profondeur est inférieure à 0,61 mètre, affiche des tirets au lieu d’un nombre. Pas « mesure plus finement », pas « avertis l’utilisateur ». Des tirets.

Il y a encore un comportement visible uniquement en eau peu profonde. Quand le XJ02B perd le fond, l’application y substitue 76 mètres et y conduit la ligne avec ce même filtre de moyenne. Au lieu d’un saut, elle dessine une pente douce. C’est de là que vient cette montagne qui surgit soudain en eau peu profonde. Personne ne l’a mesurée.

À 10 mètres, le XJ02B éclaire un cercle de 8 mètres de diamètre

Le XJ02B n’éclaire pas vers le bas comme un laser, mais comme une lampe torche : plus c’est profond, plus le cercle éclairé est large. Les vendeurs annoncent 90 degrés pour cette classe de matériel, ce que je ne crois pas, car cela ne colle pas avec la physique. À 125 kHz, l’onde dans l’eau mesure environ 12 millimètres, et pour obtenir un cône de 90 degrés l’élément devrait faire quelque 8 millimètres, donc être plus petit que l’onde qu’il émet. En réalité, on arrive à environ 45 degrés, ce que confirme une autre sonde de la même famille, qui annonce précisément cela à la même fréquence.

Profondeur d’eau	Diamètre du cercle éclairé (45°)
5 m	plus de 4 mètres
10 m	plus de 8 mètres
20 m	plus de 16 mètres

À 10 mètres d’eau, la cible que vous voyez peut être exactement sous vous ou quatre mètres sur le côté. Vous n’avez aucun moyen de trancher. Et je rappelle qu’il ne s’agit pas forcément d’un poisson.

Le XJ02B ne mesure jamais ce qui se trouve exactement sous le bateau

Cela découle directement de la section précédente, mais c’est assez important pour mériter sa propre place. Puisque la sonde éclaire un cercle de huit mètres de diamètre, elle entend les échos de tout ce cercle à la fois. Et comme elle déclare fond l’échantillon le plus fort arrivé le plus tôt, elle donne en pratique la profondeur de la réflexion forte la plus proche dans tout le cercle, et non celle du point au-dessus duquel vous vous trouvez.

Sur un fond plat, cela n’a pas d’importance, car le point le plus proche se trouve justement sous le bateau. Le problème commence partout où le fond n’est pas plat, c’est-à-dire exactement aux endroits que vous cherchez.

Sur une pente, la sonde indique la distance perpendiculaire, pas la profondeur

Quand vous passez au-dessus d’une cassure, le bord le moins profond de la pente entre dans le cône et son écho revient plus tôt que celui d’en dessous du bateau. Le XJ02B donne donc la distance jusqu’au point le plus proche de la pente, en pratique la distance perpendiculaire à la surface du fond. Toujours dans le même sens : trop peu profond.

Pente du fond	Profondeur réelle sous le bateau	Ce que le XJ02B affichera	Erreur
5°	10,00 m	9,96 m	4 cm
10°	10,00 m	9,85 m	15 cm
15°	10,00 m	9,66 m	34 cm
20°	10,00 m	9,40 m	60 cm
25°	10,00 m	9,06 m	94 cm
30°	10,00 m	8,66 m	1,34 m

Sur une pente de 20 degrés, typique d’une berge de gravière, le XJ02B se trompe de soixante centimètres. Sur une cassure raide, de plus d’un mètre. Et il ne le signale d’aucune façon, car de son point de vue tout va bien : il a trouvé un écho fort et l’a rapporté.

Une plante ou un obstacle dans le cône s’empare de la mesure de profondeur

Le même mécanisme joue avec les obstacles et il est encore plus trompeur. Si, n’importe où dans le cercle éclairé, se dresse une touffe d’herbiers, gît une branche ou dépasse une pierre, et que cela réfléchit plus fort que le fond mou sous le bateau, le XJ02B donnera la profondeur de cet obstacle et le prendra pour le fond.

Profondeur d’eau	Diamètre du cercle éclairé	Objet à 1 m au-dessus du fond dans ce cercle
5 m	4,1 m	la sonde peut indiquer 4 m au lieu de 5 m
10 m	8,3 m	la sonde peut indiquer 9 m au lieu de 10 m
20 m	16,6 m	la sonde peut indiquer 19 m au lieu de 20 m

Concrètement, cela signifie que lorsque vous cartographiez un plan d’eau avec une telle sonde, vous ne mesurez pas le fond mais l’enveloppe de tout ce qui réfléchit dans un rayon de plusieurs mètres. Un point noté 9 mètres peut être le sommet à neuf mètres d’une touffe d’herbiers située à quatre mètres de votre trajectoire, alors que sous le bateau lui-même il y a dix mètres de fond propre.

Et c’est là toute la différence entre cône large et cône étroit, dont les vendeurs ne parlent pas. Un cône étroit n’est pas une moins bonne spécification, c’en est une meilleure. Plus le cercle est étroit, plus grande est la chance que ce que vous voyez soit vraiment sous vous.

Comment le vérifier vous-même, sans aucun matériel

Vous n’êtes pas obligé de me croire sur parole. Trois essais, chacun réalisable en quelques minutes :

1. Passez du mode General au mode Sonar. En General, le fond est lisse et présente toujours la même texture. En Sonar, il devient granuleux et des échos faibles apparaissent. Même eau, même seconde, et la différence tient uniquement au fait que l’application a utilisé les mesures.
2. Désactivez les icônes de poissons et regardez tout ce qui apparaît soudain dans la couche d’eau. Tout cela était là depuis le début, cela avait simplement été effacé pour faire de la place aux icônes.
3. Entrez sur une zone de moins de 0,7 mètre. Vous verrez un obstiné 0,7 m quelle que soit la profondeur réelle, une couche jaune qui inonde l’écran, puis des tirets à la place du nombre, et enfin une montagne surgie de nulle part.

Bilan – ce que le XJ02B ne vous dit pas franchement

• Il ne distingue pas un poisson de 30 cm d’un de 50 cm, car sa propre impulsion est plus longue que le poisson. À 10 mètres, l’écart vaut un quart d’échantillon d’image.
• La « taille du poisson » est l’intensité de l’écho, qui dépend surtout de l’orientation du poisson et de sa position dans le cône, pas de sa longueur.
• Toute réflexion dans la couche d’eau peut devenir un poisson. La végétation près du fond et les obstacles n’ont aucune représentation à l’écran.
• Le fond est l’échantillon le plus fort, sans la moindre vérification. Un banc au-dessus du fond peut le remplacer, et le filtre en fera une élévation douce.
• Il ne mesure pas ce qui est sous le bateau, mais la réflexion forte la plus proche dans un cercle de huit mètres de diamètre. Sur une pente de 20 degrés, il se trompe de 60 cm, toujours trop peu profond.
• Les premiers 0,7 mètre sont aveugles, et sous 0,61 mètre l’application affiche des tirets au lieu d’une profondeur.
• Le mode par défaut dessine le fond à partir d’une image, et les icônes de poissons activées effacent toute la couche d’eau.

Autrement dit : c’est un sondeur de profondeur doté d’un simple détecteur de réflexions. Il mesure la profondeur correctement et cela est réellement utile. Il détecte que quelque chose se trouve dans la couche d’eau, et cela a aussi de la valeur. Mais cela s’arrête là.

Face au Lucky FF918, c’est tout de même un progrès, car là-bas l’image du fond était entièrement un dessin et la taille du poisson littéralement tirée au sort. Ici, la mesure existe et elle est vraie. Si toutefois vous achetez cela en pensant voir un poisson, juger de sa taille ou lire la structure du fond avant de déposer un montage, vous achetez quelque chose que ce matériel ne sait pas faire et ne saura jamais faire.

Ce que je n’ai pas testé et dont je ne parle donc pas : la qualité du transducteur lui-même, la sensibilité réelle aux petites cibles, le comportement dans la vase et dans les herbiers, ainsi que la comparaison avec du matériel de marque sur le même plan d’eau. Je décris uniquement ce que j’ai pu établir : ce que cette sonde envoie et ce que l’application en fait.

Sources et documents à vérifier

• NOAA – What is sonar? – le principe du sondeur : impulsion émise, temps de retour de l’écho, conversion en distance
• NOAA – comment le son se propage dans l’eau – environ 1480-1500 m/s, la constante sur laquelle repose toute conversion du temps d’écho en profondeur
• FAO Fisheries Technical Paper 240 : Fisheries Acoustics – angle du faisceau, indice de réflexion de la cible et raison pour laquelle l’intensité de l’écho ne dit rien de la longueur d’un poisson
• Bluetooth SIG – aperçu technique – le transport BLE par lequel le XJ02B envoie sa trame au téléphone

Dans le prochain épisode : une sonde de la même famille de protocole, qui annonce deux fréquences, 125 et 330 kHz. J’ai vérifié si elle les possède vraiment.

C’est ainsi que nous travaillons : avant que quoi que ce soit n’entre dans nos bateaux, cela passe par cet établi. Et si quelque chose ne passe pas – nous le disons tout haut, même quand personne n’a envie de l’entendre.