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ACCUEIL | BIBLIOGRAPHIE | LA PRODUCTION DE SONS ... LA PRODUCTION DE SONS CHEZ LES MAMMIFERES MARINS... Par Caroline Van Eecke Les chants des baleines sont des sons émis par ces cétacés pour communiquer entre eux. On parle de « chants », pour décrire l'impression répétitive et prévisible de ces messages, qui dépendent de l'espèce de la baleine qui les émet . Le processus biologique, qui permet à l'animal de produire ces sons dépend de la famille à laquelle il appartient. Cependant, toutes les baleines, les dauphins et les orques utilisent ces sons comme sonars pour se repérer sous l'eau : la lumière n'est presque plus présente à de grandes profondeurs, cet outil leur permet une représentation efficace de leur environnement, de la nature des reliefs ou des organismes qui les entourent.
A - Mécanisme de la production des sons Chez les humains, les sons sont produits par les cordes vocales, alors que chez les cétacés, la production de sons résulte d'autres processus, différent chez les baleines à dents des baleines à fanons . 1- Les baleines à dents (y compris les dauphins ou odontocètes ), ne produisent pas les sons de basses fréquences connus sous le nom de « chant des baleines ». À la place, elles produisent des bouquets rapides de cliquetis et de sifflements de haute fréquence . Les clics isolés sont en général utilisés pour l' écholocation (= émission directionnelle d'ultra-sons) alors que les séries de cliquetis et de sifflements servent à communiquer . Bien que les dauphins produisent lorsqu'ils sont en groupe une véritable cacophonie de sons variés , la signification de ces sons reste mystérieuse. Les divers sons sont produits par le passage de l'air au travers d'une structure anatomique située dans la tête, appelée lèvres phoniques ( phonic lips ) ou museau de singe , comparable aux voies nasales humaines. Lorsque l'air emprunte ce conduit étroit, il provoque, à la manière des ronflements humains, l'aspiration et l'accolement des lèvres phoniques et la mise en vibration des tissus environnants, avec émission d'un son. La vibration peut être volontairement contrôlée par l'animal avec beaucoup de précision . Pour l'écholocation, la vibration traverse les tissus crâniens jusqu'au melon , une sorte de caisse de résonance qui forme et oriente le faisceau sonore . Toutes les baleines à dents , sauf le cachalot possèdent deux paires de lèvres phoniques et peuvent ainsi émettre deux sons indépendamment.
2- Les baleines à fanons ( mysticètes ) n'ont pas de lèvres phoniques . Leur larynx semble jouer un rôle lors de la production sonore, mais elles ne possèdent pas de cordes vocales et le mécanisme exact reste obscur. Le processus, cependant, n'est pas complètement analogue à celui de l'homme car les baleines produisent des sons sans expirer : il est probable qu'elles utilisent de l'air en circuit fermé. Les sinus crâniens peuvent aussi être utilisés pour créer des sons, mais les chercheurs n'ont pas encore clairement expliqué le processus. Les rorquals communs , par exemple, comme tous les mysticètes , n'émettent pas de clicks mais des vocalises en forme de chant et d'appels ( songs and calls ) dont le mécanisme pourrait là aussi faire intervenir le larynx . Ces vocalises dans le cas des rorquals communs se produisent à très basse fréquence et peuvent donc se propager à de très grandes distances , grâce à l'utilisation de tunnels acoustiques sous-marins formés par les différences de salinité et de température des couches d'eau qu'elles rencontrent. Ces chants se définissent comme des séquences de signaux acoustiques variées qui se produisent de forme régulière. En général, les signaux sont produits en intervalles de 7 à 26 secondes . Les signaux acoustiques compris dans les chants des rorquals communs incluent: • Des pulses individuels autour de 20 Hz. • Des séries irrégulières de pulses de 20Hz. • Des signaux stéréotypés de 20 Hz, appelés bouts Ils peuvent durer des heures (jusqu'à 32.5 h). Les intervalles entre pulses dans les bouts sont très réguliers. • Des séquences répétitives de pulses de 20 Hz. La fonction des émissions acoustiques des rorquals communs entrent sans aucun doute dans le registre de la communication à longue distance . De même, il n'est pas exclu qu'ils pourraient les utiliser pour s'orienter à grandes profondeurs au travers de leurs échos que pourrait leur renvoyer le relief sous-marin.
B - Leur fonction propre Chaque son le plus simple a une utilité constante et précise selon l'espèce qui les émet: - Bien que les baleines à dents (incluant l' orque ) soient capables d'utiliser l' écholocation pour détecter très précisement la taille et la nature des objets , les baleines à fanons n'ont pas cette capacité. De plus, contrairement à certains poissons, comme les requins , l' odorat des baleines n'est pas très développé . -Deux groupes de baleines, les baleines à bosse et les baleines bleues de l'Océan Indien, sont connues pour émettre des sons répétitifs à différentes fréquences, ce que l'on appelle le « chant des baleines ». Les baleines à bosse mâles ne s'exercent à ce chant qu'au cours de la saison des amours, et il est possible que ces sons aient un impact sur la sélection sexuelle des partenaires. Les chercheurs Roger Payne et Scott McVay ont les premiers analysé ces chants en 1971. Ces sons suivent une structure hiérarchique très distincte. L'unité de base (parfois appelée note ) est un son continu de fréquence variable, entre 20 Hz et 10 kHz , qui dure de une à quelques secondes. L'être humain ne peut percevoir que les sons dont la fréquence varie entre 20 Hz et 20 kHz, ce qui fait qu'ils nous sont parfaitement audibles sans équipement. La variation de fréquence au cours d'une note peut être une modulation de fréquence : vers l'aigu, vers le grave, sans changement de puissance; ou une modulation d'amplitude : plus fort, moins fort ou au même volume sonore. Ce qui fait un total de 9 unités sonores. Une suite de 4 à 6 unités forme une sous-phrase, et dure environ 10 secondes. Au moins deux sous-phrases forment une phrase. Une baleine répète généralement une même phrase pendant 2 à 4 minutes, ce que l'on appelle un thème . Une suite de thèmes forme un chant . Les baleines peuvent répéter ce chant (qui dure environ 20 minutes) pendant des heures, voire des jours entiers. Cette hiérarchie linguistique en « poupées russes » a captivé l'attention des chercheurs. De plus, avec le temps, le chant d'un baleine évolue : par exemple, une note qui à l'origine augmentait sa fréquence ( upsweep ) devient, au fur et à mesure des chants, une note constante, une autre note peut devenir plus forte ( louder ). En plus de ces quelques variations, d'autres s'installent avec l'âge de l'animal, au cours des mois ou des années. Les baleines qui vivent sur une même partie du globe ont des chants similaires en dehors, même les notes sont totalement différentes. Mais la logique reste la même. Une étude sur 19 ans a prouvé que le son des baleines ne fait jamais de « retour en arrière : un chant qui a évolué continue d'évoluer, les anciens chants ne sont jamais prononcés par la suite . Les baleines à bosse émettent également des sons isolés , qui n'appartiennent pas à un chant.
- Enfin, une troisième catégorie de chant est l'appel au repas ( feeding call ). C'est un chant relativement long (5 à 10 secondes) d'une fréquence et d'une amplitude constante. Les baleines à bosse se nourrissent généralement toutes ensembles, en se rassemblant pour attaquer les bancs de poissons ou de planctons. La raison exacte de l'émission de ce chant est encore inconnue, mais il est possible que les poissons le reconnaissent. En effet, quand on repasse à l'aide d'un matériel adapté l'appel au repas d'une baleine, les poissons s'enfuient à l'autre bout du bassin, bien qu'il n'y ait pas de baleine.
Les autres baleines émettent en général des sons entre 15 et 20 hertz. Il est arrivé d'entendre un chant de baleine dans le Pacifique à 52 Hz, mais c'est exceptionnel.. La plupart des baleines et des dauphins émettent des sons d'une complexité variable. Le béluga (ou canari marin ) est particulier pour ses chants ponctués de sifflements , de clics et de pulsations variées .
“ La pollution sonore est la menace la plus grave qui pèse sur le milieu marin. ” C'est un cri d'alarme que lancent les bioacousticiens présents à la conférence mondiale qui réunit à Paris plus de 4500 spécialistes de l'acoustique . L'océan n'a jamais été le “monde du silence” exalté par le commandant Cousteau. Depuis toujours, il est empli de bruits, produits par la nature ou la faune marine. Autant de décibels qui peuvent avoir des effets désastreux sur les mammifères marins, en particulier les cétacés (baleines, dauphins, cachalots, orques, marsouins et autres narvals ), mais aussi les pinnipèdes (morses, phoques, otaries ). D'après certains écologistes, l'augmentation du bruit dans les océans, principalement à cause des machines humaines, interfère avec ces sons et trompe l'animal : et souvent, cette erreur lui est fatale : la plupart des scientifiques s'accordent pour dire que ces chants ont un rôle phare dans la vie de ces cétacés, dans leurs relations sociales, leur développement et dans leur alimentation.
Les chercheurs utilisent des hydrophones (souvent utilisés à l'origine dans un usage militaire pour traquer les sous-marins) pour s'assurer de l'exacte position de l'origine des sons, permettant de les détecter même à de grandes distances. Des recherches effectuées par le Docteur Christopher Clark de l'Université de Cornell regroupant des données militaires accumulées durant 30 ans démontrent que le chant des baleines se déplace sur plus de 3000 km . Clark soutient que, avant que l'homme ne vienne perturber la surface des océans, les chants des baleines pouvaient probablement traverser les océans d'un bout à l'autre. Ses recherches mettent en avant le fait que le bruit sous-marin ambiant généré par l'homme (bateaux, sous-marins...) double toutes les décennies . Cela affecte grandement la netteté et la transmission des sons émis par les cétacés: ce phénomène, entre autres, désorienterait les cétacés, qui viendraient ensuite s'échouer sur les plages . D'autres recherches, menées au Canada, ont prouvé qu'à proximité d'un trafic maritime important, par exemple au large de la ville de Vancouver, les orques adaptent leur fréquence, augmentent l'amplitude de leurs chants de façon à ce qu'ils soient mieux audibles . La pollution sonore, en limitant la communication entre ces animaux, rend la recherche d'un partenaire plus difficile!... Les sources de pollution sonore marine produites par les activités humaines incluent : Sans être forcément létale, la pollution sonore anthropique “ créé un “smog acoustique” qui masque les signaux émis et captés par les mammifères marins, perturbant ainsi les mécanismes qui leur sont nécessaires pour communiquer, se nourrir et se reproduire “, explique Michel André. Les bruits générés par l'homme peuvent, s'ils sont intenses, provoquer des lésions dans les organes de réception auditive des mammifères ou affecter plus largement leurs systèmes sensoriels , avec des conséquences parfois mortelles. Il est suspecté que ces mêmes sources peuvent aussi entraîner des lésions aigues induites physiquement ou dérivées de comportement qui conduiraient les animaux à échouer et à mourir Beaucoup de facteurs peuvent, potentiellement, être impliqués dans ces processus : le niveau de la source sonore, sa transmission dans l'eau, la position de l'animal dans la colonne d'eau, son comportement et son état physiologique , comme des effets synergétiques qui incluraient n'importe quelle lésion corporelle chronique. Tous peuvent jouer un rôle, mais on ne connaît pas les paramètres basiques du mécanisme d'impact qui permettrait de contrôler les effets négatifs de cette pollution sonore et a posteriori légiférer sur l'introduction de sources sonores artificielles dans le milieu marin. Au vu de cette incertitude, le Conseil Supérieur de la Société Européenne de Recherche sur les Cétacés ( European Cetacean Society ), société qui regroupe plus de 500 scientifiques dont les travaux se centrent sur la biologie des cétacés, au travers d'un communiqué officiel qui concluait le 17ème congrès international de cette société célébré à Las Palmas de Gran Canaria en mars 2003 sur le thème principal Marine Mammals and Sound, considére que : • On doit de forme urgente réaliser une recherche sur les effets de la pollution sonore humaine, sous les plus hauts standards de crédibilité scientifique évitant les conflits d'intérêt. • On doit tout de suite développer et implémenter des mesures de mitigation non intrusives. • On devrait limiter l'usage de sources sonores sous-marines puissantes jusqu'à que l'on connaisse les effets à court, moyen et long terme sur les mammifères marins, et éviter cet usage dans les régions de concentration de ces espèces. • On doit développer des instruments législatifs qui permettront d'aider à implémenter les polices européennes et nationales en matière de pollution sonore marine. Ce sont là les questions fondamentales que les scientifiques, avec l'appui indispensable de la société, doivent répondre dans un moyen terme si on veut éviter que le développement des activités humaines en mer se convertisse en synonyme de perte irréversible de l'équilibre marin naturel.
Caroline Van Eecke.
Sources :
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