L'ensemble des informations présentées dans ce document est basé sur l'expertise et les travaux de la section de gestion de données à IML, qui depuis quelques années déjà compile les données bouteilles et examine à la loupe leurs qualités manuellement. Plusieurs procédures découlent directement des traitements utilisés par le National Oceanographic Data Center (NOAA) lors de la production de la base de données océanographiques mondiale (Conkright et al. 2002), et des algorithmes du manuel de l'UNESCO publié en 1990.

Le contrôle de qualité des données bouteilles permet de déterminer la validité des mesures de température, salinité, chlorophylle, oxygène dissous, nitrate, nitrite, phosphate et silicate d'un échantillon d'eau de mer. Il se compose d'un ensemble de tests effectués dans l'environnement Matlab.

Tout comme le contrôle de qualité des données CTD, le contrôle de qualité des données bouteilles se divise en 5 étapes :

Étape 1 : Contrôle des métadonnées importantes telles que le temps et la position.
Étape 2 : Contrôle des enregistrements d'un profil les uns par rapport aux autres.
Étape 3 : Comparaison des données avec une climatologie.
Étape 4 : Comparaison des profils d'une même mission.
Étape 5 : Visualisation des métadonnées et des données.

Toute métadonnée peut être modifiée, en particulier la coordonnée temps-espace sans quoi un profil est inutilisable.

Aucune donnée n'est modifiée par le contrôle de qualité lui-même. Un sémaphore de qualité est ajouté (voir section suivante) pour qualifier les données de bonnes, douteuses, erronées ou manquantes seulement pour les tests de l'étape 2. Si les données doivent être modifiées pour une raison ou une autre, ces modifications sont apportées en dehors du contrôle de qualité et le sémaphore de qualité doit être ajusté en conséquence.

Conkright, M.E., J.I. Antonov, O. Baranova, T.P. Boyer, H.E. Garcia, R. Gelfeld, D. Johnson, R.A. Locarnini, P.P. Murphy, T.D. O'Brien, I. Smolyar, and C. Stephens. 2002a. World Ocean Database 2001, Volume 1: Introduction. Edited by S. Levitus. NOAA Atlas NESDIS 42, U.S. Government Printing Office, Washington., D.C., 167 pp.

Unesco. 1990. GTSPP real-time quality control manual. Intergovernmental Oceanographic Commission, Manuals and Guides no. 22.

Les tests de l'étape 2 ajoutent des sémaphores de qualité aux données de température, salinité, chlorophylle, oxygène dissous, nitrate, nitrite, phosphate et silicate. Le sémaphore de qualité est un entier compris entre 0 et 9. La signification des sémaphores de qualité est présentée dans le tableau suivant :

Sémaphore	Signification
0	aucun contrôle de qualité
1	la donnée semble correcte
2	la donnée semble incohérente par rapport aux autres données
3	la donnée semble douteuse
4	la donnée semble erronée
5	la donnée a été modifiée
6	réservé à un usage futur
7	la donnée est possiblement problématique (sémaphore temporaire, IML)
8	le contrôle de qualité a été fait par le producteur des données
9	la donnée est manquante

La priorité des sémaphores est croissante, le sémaphore 0 étant le moins prioritaire et le sémaphore 9 étant le plus prioritaire (sauf le sémaphore 7). Par conséquent, si un test a jugé une donnée douteuse (sémaphore 3) et que le test suivant juge la même donnée erronée (sémaphore 4), c'est le sémaphore 4 qui sera conservé. Le sémaphore 7 est une exception car il est temporaire.

Le sémaphore QCFF («Quality Control Failed Flag») est un sémaphore global qui permet de retracer la provenance du sémaphore de qualité. Il ne s'applique qu'aux tests de l'étape 2 et au test 3.6 du contrôle de qualité. À chaque test de cette étape est associé un nombre 2^x où x est un entier positif. Avant d'exécuter le contrôle de qualité, on attribue une valeur de QCFF de 0 à un enregistrement. Lorsqu'un test échoue, la valeur 2^x qui lui est associée est ajoutée au QCFF. On peut ainsi facilement retracer les tests échoués d'un enregistrement en décomposant le QCFF sous forme binaire. Si un sémaphore de qualité d'un enregistrement est modifié à la main, une valeur de 1 est ajoutée au QCFF.

Voici la liste des tests disponibles actuellement (cette liste anglaise est ajoutée à l'en-tête des fichiers de données lorsque le contrôle de qualité a été effectué ; la description de chacun des tests, dans la prochaine section, est en français) :

TESTS : DESCRIPTION (valeur du sémaphore global QCFF)

Test 1.1: GTSPP Platform Identification Test 1.2: GTSPP Impossible Date/Time Test 1.3: GTSPP Impossible Location Test 1.4: GTSPP Position on Land Test 1.5: GTSPP Impossible Speed Test 2.1: Global Impossible Parameter Values (2) Test 2.2: Regional Impossible Parameter Values (4) Test 2.4: Profile Envelope (16) Test 2.5: Constant Profile (32) Test 2.7: Replicate Comparisons (128) Test 2.8: Bottle versus CTD Measurements (TEMP, PSAL, DOXY) (256) Test 2.9: Excessive Gradient or Inversion (TEMP, PSAL, NTRZ, PHOS) (512) Test 2.10: Surface Dissolved Oxygen Data versus Percent Saturation (1024) Test 3.5: Petrie Monthly Climatology (TEMP, PSAL) Test 3.6: Brickman Monthly Climatology (NTRA, PHOS, SLCA) (2048) Test 5.1: Cruise Track Visual Inspection Test 5.2: Ratio and Profile Visual Inspection (station data) Test 5.3: Replicates Visual Inspection (whole cruise data) Test 5.4: Bottle Versus CTD Measurements Visual Inspection (whole cruise data) Test 5.5: Ratio and Profile Visual Inspection (whole cruise data) Test 5.6: Variable patterns with time (whole cruise data)

Si un enregistrement échoue le test 2.9, alors le QCFF sera de 512. Si en plus, le test 2.7 avait déjà été échoué, alors le QCFF sera de 512+128=640.

Le test 2.1 vérifie si les données de température, salinité, chlorophylle, oxygène dissous, nitrate, nitrite, phosphate et silicate sont possibles globalement suivant les critères du tableau ci-dessous (tiré de WOD05, Conkright et al. 2002). Si une donnée est jugée impossible donc erronée, son sémaphore de qualité est alors remplacé par 4.

Code	Variable	Unité	Valeur minimum	Valeur maximum
TEMP	Température	oC	-2.5	35
PSAL	Salinité	(psu)	0	50
DOXY	Oxygène dissous	mL/L	0	11
CPHL	Chlorophylle	mg/m3	0	50
NTRZ	Nitrate+Nitrite	mmol/m3	0	515
NTRI	Nitrite	mmol/m3	0	15
PHOS	Phosphate	mmol/m3	0	4.5
SLCA	Silicate	mmol/m3	0	250

Le test 2.2 vérifie si les données de température, salinité, chlorophylle, oxygène dissous, nitrate, nitrite, phosphate et silicate sont possibles régionalement suivant les critères du tableau ci-dessous (pour la région côtière de l'Atlantique du nord, WOD05; Conkright et al. 2002. La salinité a été modifiée pour refléter les conditions du Golfe). Si une donnée est jugée impossible donc erronée, son sémaphore de qualité est alors remplacé par 4.

Code	Variable	Unité	Valeur minimum	Valeur maximum
TEMP	Température	oC	-2.5	35
PSAL	Salinité	(psu)	0	35
DOXY	Oxygène dissous	mL/L	0	10
CPHL	Chlorophylle	mg/m3	0	50
NTRZ	Nitrate+Nitrite	mmol/m3	0	515
NTRI	Nitrite	mmol/m3	0	15
PHOS	Phosphate	mmol/m3	0	4.5
SLCA	Silicate	mmol/m3	0	250

La région est délimitée par les coordonnées suivantes (longitude, latitude) :
(-56.0, 52.0), (-73.0, 49.5), (-73.0, 46.0), (-64.5, 46.0), (-62.3, 45.2), (-56.0, 48.2), (-56.0, 52.0) Si la région d'étude est située à l'extérieur de ce polygone, le test n'est pas fait.

Conkright, M.E., J.I. Antonov, O. Baranova, T.P. Boyer, H.E. Garcia, R. Gelfeld, D. Johnson, R.A. Locarnini, P.P. Murphy, T.D. O'Brien, I. Smolyar, and C. Stephens. 2002a. World Ocean Database 2001, Volume 1: Introduction. Edited by S. Levitus. NOAA Atlas NESDIS 42, U.S. Government Printing Office, Washington., D.C., 167 pp.

Le test 2.4 vérifie si les données de température, salinité, chlorophylle, oxygène dissous et sels nutritifs se situent à l'intérieur des limites, présentées au tableau ci-dessous, par intervalle de profondeurs. La donnée est jugée douteuse si sa valeur ne se situe pas à l'intérieur de l'intervalle permis et son sémaphore de qualité est alors remplacé par 3. Les données préalablement jugées erronées ou manquantes ne sont pas considérées.

Code	Intervalle de profondeurs (m)	Unité	Valeur minimum	Valeur maximum
TEMP	0-50	°C	-2.5	35
TEMP	50-100	°C	-2.5	30
TEMP	100-400	°C	-2.5	28
TEMP	400-1100	°C	-2.0	28
PSAL	0-50	(psu)	0	35
PSAL	50-100	(psu)	1	35
PSAL	100-400	(psu)	3	35
PSAL	400-1100	(psu)	10	35
DOXY	0-30	mL/L	0	10
DOXY	30-200	mL/L	0	9
DOXY	200-1500	mL/L	0	8
CPHL	0-1500	mg/m3	0	50
NTRZ	0-1500	mmol/m3	0	515
NTRI	0-1500	mmol/m3	0	15
PHOS	0-500	mmol/m3	0	4.5
PHOS	150-1500	mmol/m3	0.01	4.5
SLCA	0-150	mmol/m3	0	250
SLCA	150-900	mmol/m3	0.01	250

Ce test compare les réplicats d'un échantillon entre eux. Il s'applique aux données de température, salinité, chlorophylle, oxygène dissous et sels nutritifs. Les écarts maximaux tolérés entre les réplicats d'une même variable sont inscrits dans le tableau ci-dessous; ces écarts ont été déterminés empiriquement en examinant plusieurs jeux de données. Tous les réplicats d'une variable qui échouent le test sont à vérifier ultérieurement, par conséquent leurs sémaphores de qualité sont remplacés par 7. Les données préalablement jugées douteuses, erronées ou manquantes ne sont pas considérées.

Code	Variable	Unité	Écart toléré
TEMP	Température	°C	0.01
PSAL	Salinité	(psu)	0.01
DOXY	Oxygène dissous	mL/L	0.5
CPHL	Chlorophylle	mg/m3	0.5
NTRZ	Nitrate+Nitrite	mmol/m3	3.5
NTRI	Nitrite	mmol/m3	0.1
PHOS	Phosphate	mmol/m3	0.5
SLCA	Silicate	mmol/m3	4.0

Ce test compare les données bouteilles aux données enregistrées par la sonde CTD. Il s'applique aux données de température, salinité et oxygène dissous. La chlorophylle n'est pas considérée parce que le senseur de fluorescence n'est actuellement jamais calibré. Les écarts maximaux tolérés sont inscrits dans le tableau ci-dessous. Tous les réplicats d'une même variable sont comparés aux données de la sonde CTD. Ceux qui échouent le test sont à vérifier ultérieurement, par conséquent leurs sémaphores de qualité sont remplacés par 7. Les données préalablement jugées douteuses, erronées ou manquantes ne sont pas considérées.

Code	Variable	Unité	Écart toléré
TEMP	Température	°C	0.1
PSAL	Salinité	(psu)	0.2
DOXY	Oxygène dissous	mL/L	1.0

Ce test est basé sur le World Ocean Database 2001 (Conkright et al. 2002). Les gradients (si gradients positifs) ou les inversions (si gradients négatifs) verticaux de température, salinité, nitrate et phosphate sont calculés afin de déterminer s'ils excèdent les valeurs permises du tableau ci-dessous. Le gradient est obtenu par la différence entre une observation (V2) et l'observation précédente (V1) divisée par la différence de profondeur entre les deux observations. L'exercice est répété pour tous les réplicats d'une variable. Les valeurs manquantes sont temporairement remplacées par la moyenne des réplicats jugés corrects (sémaphore 1) et possiblement problématiques (sémaphore 7) de manière à pouvoir tout de même effectuer le test. Les observations qui échouent le test ont un sémaphore de 7. Les données préalablement jugées douteuses, erronées ou manquantes ne sont pas considérées.

Code	Variable	Unité	Inversion	Gradient
TEMP	Température	°C/m	-10	10
PSAL	Salinité	(psu)/m	-0.1	5
DOXY	Oxygène dissous	(mL/L)/m	ne s'applique pas
CPHL	Chlorophylle	(mg/m3)/m	ne s'applique pas
NTRZ	Nitrate+Nitrite	(mmol/m3)/m	-1.0	1.0
PHOS	Phosphore	(mmol/m3)/m	-1.0	1.0
SLCA	Silicate	(mmol/m3)/m	ne s'applique pas

Conkright, M.E., J.I. Antonov, O. Baranova, T. P. Boyer, H.E. Garcia, R. Gelfeld, D. Johnson, R.A. Locarnini, P.P. Murphy, T.D. O'Brien, I. Smolyar, C. Stephens. 2002. World Ocean Database 2001, Volume 1: Introduction. Ed: Sydney Levitus, NOAA Atlas NESDIS 42, U.S. Government Printing Office, Washington, D.C., 167 pp.

Cette climatologie a été compilée par Petrie et al. (1996) pour le golfe du St-Laurent. Les températures, salinités et densités moyennes à des profondeurs fixes de 21 régions du golfe y sont calculées pour chaque mois ainsi que leurs écarts types respectifs. Ce test utilise cette climatologie pour déterminer la validité des observations d'une mission. Si l'écart entre les observations et la climatologie excède 3 écarts types, un avertissement est émis. La responsabilité revient donc à l'usager de déterminer s'il doit rejeter un lot d'observations ou seulement ajouter des sémaphores à quelques observations en particulier. Le problème avec ce test est qu'une donnée ne peut pas être rejetée simplement parce qu'elle échoue le test. Il se peut que le profil reflète un événement particulier. Il se peut également qu'il y ait un problème de sonde qui rende les observations inutilisables.

Petrie, B., K. Drinkwater, A. Sandström, R. Pettipas, D. Gregory, D. Gilbert and P. Sekhon. 1996. Temperature, salinity and sigmat-t atlas for the Gulf of St. Lawrence. Can. Tech. Rep. Hydrogr. Ocean Sci. 178, v+256 pp.

Cette climatologie a été compilée par Brickman et Petrie (2003) pour le golfe du St-Laurent. Les valeurs moyennes par mois et les écarts types des nitrates, phosphates et silicates y sont calculés pour 4 intervalles de profondeur dans 12 régions du golfe. Le test 3.6 utilise cette climatologie pour déterminer la validité des observations de chaque profil d'une mission. Si l'écart entre la moyenne des observations par intervalle et la climatologie excède 3 écarts types, un avertissement est émis. La responsabilité revient donc à l'usager de déterminer s'il doit rejeter un lot d'observations ou seulement ajouter des sémaphores à quelques observations en particulier. Le problème avec ce test est qu'une donnée ne peut pas être rejetée simplement parce qu'elle échoue le test. Il se peut que les observations reflètent un événement particulier. Il se peut également qu'il y ait un problème de méthodologie qui altère la qualité des données. De plus, il y a des régions peu échantillonnées, surtout pendant certaines périodes de l'année. Les observations qui échouent le test ont un sémaphore de 7. L'utilisateur doit examiner les valeurs avec un sémaphore de 7 et déterminer quel sémaphore valide doit être attribué.

Brickman, D. and B. Petrie. 2003. Nitrate, silicate and phosphate atlas for the Gulf of St. Lawrence. Can. Tech. Rep. Hydrogr. Ocean Sci. 231, xi+152 pp.

Cette étape du contrôle de qualité est primordiale. Elle permet de voir, profil par profil, le résultat du contrôle de qualité. Toutes les observations de température, salinité, chlorophylle, oxygène dissous et sels nutritifs se distribuent sur 2 figures de la manière suivante :

• Diagramme TS des données de la sonde CTD aux profondeurs d'échantillonnage des bouteilles;
• Température, salinité et O2 de la sonde CTD aux profondeurs d'échantillonnage des bouteilles et données bouteilles en fonction de la profondeur;
• Observations de chlorophylle, nitrate, nitrite, phosphate et silicate en fonction de la profondeur. La moyenne des réplicats jugés corrects ou possiblement problématiques (sémaphore 1 ou sémaphore 7) est tracé en trait plein;
• Rapports N:P et N:Si, en fonction de la profondeur. Les rapports sont déterminés à partir de la moyenne des réplicats jugés corrects ou possiblement problématiques (sémaphore 1 ou sémaphore 7).

Pour tous ces graphiques, les données bouteilles sont mises en évidence si elles ont été jugées possiblement problématiques (sémaphore 7) et si elles sont douteuses ou erronées (sémaphore 3 ou sémaphore 4). Aucun sémaphore n'est ajouté pour ce test. Les valeurs extrêmes sont examinées et les sémaphores sont ajustés au besoin.