L’analyse acoustique est un outil très efficace pour étudier les mammifères marins dans leur milieu. Elle permet de suivre à la trace les individus submergés, même s’ils sont loin du bateau, quelques soient les conditions météorologiques, l’état de la mer, la visibilité et ce de jour comme de nuit. (Mellinger et Clark, 2006). De plus, il est possible d’enregistrer les émissions détectées par l’hydrophone et de les sauvegarder pour des analyses ultérieures plus poussées. Pace (2008) a exposé un nouvel avantage à l’observation acoustique : si elle est exécutée par un auditeur formé le risque d’erreur est quasiment nul, alors que les observations visuelles peuvent elles être subjectives et influencées par les conditions météorologiques et l’état de la mer. Il est extrêmement difficile de trouver des nageoires dorsales hors de l’eau quand la surface de la mer est brisée par d’innombrables petites vagues.

L’état de la mer a un rôle déterminant dans l’analyse compotementale des baleines, car quand les vagues sont hautes, les individus sont seulement visibles quand ils effectuent des comportements particuliers comme des sauts à la surface de l’eau.

Etant donné les avantages de l’utilisation de la méthode acoustique pour étudier les mammifères marins, et vu que ces animaux passent la plupart de leur temps submergés en émettant des sons, il apparait intéressant de se concentrer sur l’acoustique pour en apprendre davantage sur leur distribution et leur comportement.

F. Pace (2008) affirme que c’est le meilleur outil qui puisse être appliqué pour étudier les baleines à bosse pendant la nuit, car c’est le moment où elles exploitent principalement leur répértoire vocal.

sonobouée

Depuis lors, la recherche a en grande partie compté sur l’utilisation d’hydrophones pour localiser les mammifères marins dans leur environnement naturel. La combinaison avec une technologie améliorée a mené au développement de dispositifs qui peuvent être posés directement sur l’animal, comme les « DTAGS » (enregistre la profondeur et le temps). Ils peuvent enregistrer des informations sur l’environnement exploré par l’animal et les sons associés qui ont été produits. Il est donc possible de diviser la recherche acoustique, selon l’objectif, en deux types: Actif et Passif (utilisation des bouées ou d’autres technologies pour enregistrer et sauvegarder la trace des sons produit par les mammifères marins). 

• Acoustiques

Pour une période de 15 jours à la fin de la saison, 3 spécialistes iront sur le terrain avec des hydrophones pour trouver des chanteurs isolés qui pourraient être enregistrés. Le temps d’enregistrement varie entre 20 et 40 minutes une fois que l’animal est trouvé. Les analyses ultérieures des données sont faites au Département d’Acoustique de l’Université de Paris (France) et à l’Université de South Hampton (Royaume-Uni).

• Acoustiques passives

L’évaluation de la taille des populations de cétacés dans l’océan indien est habituellement faite par l’intermédiaire d’observations visuelles. En effectuant également un contrôle acoustique et en suivant des protocoles fiables, il est possible de complémenter la recherche acoustique active.

Ainsi, une étude basée sur les sons émis par les baleines bleues a permis d’estimer leur population.

Federica Pace avec une Sonobouée

Le projet acoustique a été mis en place en 2007, mais il serait temps de créer un prototype d’un dispositif passif d’acoustique, comme une bouée, qui pourra être utilisée avec un système Argos pour enregistrer de manière continue, les caractéristiques physiques de la mer, comme la température.

Cette méthode nous permettra de mieux comprendre le rôle des chanteurs (le comportement des mâles pour la reproduction) dans le Canal de Ste Marie, et déterminer le changement temporel dans la migration des baleines à bosse :

1. Le début et la fin des saisons de chant;
2. Evaluer le comportement de chant pendant la nuit et le jour ;
3. Evaluer le comportement des chanteurs hors-saison
4. Etablir une liste des possibles nuisances sonores et l’interférence avec l’environnement marin autour du Canal de Ste Marie.

Les matériaux :

1. Un hydrophone Colmar
2. Un hydrophone d’enregistrement et des câbles

4e International Workshop

CetaMada était présente au 4e International Workshop on Detection, Classification and Localization of Marine Mammals using Passive Acoustics, qui s’est déroulé les 10-13 septembre 2009 à Pavie, en Italie.

International Workshop

Pendant 20mn, Federica Pace a présenté oralement ses travaux sur les chants des baleines à bosse du Canal Ste Marie. Nous avons pu échanger avec différents chercheurs de la communauté sur notre idée originale d’analyser les chants via la définition de sous-unités.

Le programme de ce workshop était chargé et le débat actuel a porté essentiellement sur les applications de l’acoustique, évidemment pour mettre en évidence la présence des animaux mais également pour évaluer l’impact des activités humaines sur l’environnement. Ce paramètre est important notamment pour la gestion (EBM: ecosystem based managment). Plusieurs études ont porté principalement sur les baleines à bec, qui semble plus sensibles que d’autres espèces aux activités humaines. Plusieurs présentations ont porté sur les différents types de matériels déployés pour l’observation acoustique : réseaux fixes à plusieurs hydrophones (notamment AUTEC, mais aussi au large de l’allemagne, en arctique, en norvège, dans l’estuaire du St Laurent…), des flutes acoustiques tractées par bateau (NTO, Cibra (Gianni Pavan), JASCO…), des gliders (DRDC Canada, NOAA).
Concernant les détecteurs, les algorithmes utilisés sont principalement basés sur l’analyse des représentations temps-fréquence/temps-échelle (spectrogramme, ondelettes). L’analyse se fait par la comparaison de différentes bandes fréquentielles (BLED : band limited energy detector). Les performances (correctes détections / fausses alarmes) dépendent principalement du rapport signal-sur-bruit (basé sur le niveau d’émission à la source, la bande fréquentielle, les pertes de propagation, le bruit ambient). Parmi les approches modernes proposées, on retiendra : SVM (support machine vector), HMM (chaine de markov cachée), GMM (Gaussian mixture model), filtre à particule, filtre de Kalman étendu, moment d’ordre 4, classifieur hiérarchique.
Enfin, la dernière journée a été consacrée à l’estimation de densité. Il s’agit à partir du nombre de sons enregistrés de donner une estimation du nombre d’animaux présents dans la zone observée… mais il reste encore beaucoup de travail à effectuer dans ce domaine.

Olivier ADAM,  maître de conférences à l’université Paris 12