Les bruits sous-marins des navires menacent les grands crustacés
Le bruit associé à la navigation a doublé depuis la dernière décennie dans certaines zones de l’océan mondial, essentiellement en raison du nombre croissant de navires commerciaux. Si de nombreuses études scientifiques ont mis en lumière les impacts négatifs de cette pollution sonore émergente sur les écosystèmes marins, Héloïse Marte se penche plus spécifiquement sur l’impact des bruits des navires sur les invertébrés marins d’intérêt commercial, comme le crabe, l’araignée de mer ou le tourteau. En collaboration étroite avec un groupe d’experts en écologie acoustique marine du Muséum National d'Histoire Naturelle (MNHN) de Paris, ses travaux de thèse débutés en 2024 sont programmés pour trois ans. Financés par le Programme Prioritaire de Recherche Océan et Climat, ils s’inscrivent dans le cadre du projet franco-québécois ENTENDRE avec l’ambition d’intégrer les dimensions écologique, sociale et économique autour des ressources alimentaires marines dans un contexte de changement global.
par Carole Saout-Grit (pour Connected Oceans)
L’océan n’est plus « Le Monde du Silence », tel que le qualifiait le commandant Cousteau. Au-delà de la présence de poissons parfois très loquaces ou de nombreux sons naturellement émis par de multiples espèces vivant dans l’océan, l’intensification des activités humaines en mer entraîne depuis quelques décennies une augmentation artificielle des bruits sous-marins. À tel point que l’équilibre acoustique du milieu de vie de nombreux mammifères marins, poissons et autres invertébrés marins s’en trouve profondément altéré.
Une pollution sonore émergente due aux activités humaines
L’environnement sous-marin est naturellement parcouru par de multiples sons aux sources très variées, scientifiquement répartis en trois grandes catégories : les sons naturellement émis par les organismes vivants (biophonie), les sons des phénomènes naturels non vivants (géophonie) et ceux générés par les activités humaines (anthropophonie). Certains sons, audibles ou non par l’oreille humaine, sont intentionnels avec des fonctions précises, comme principalement la prédation, la défense ou la communication entre congénères. Mais beaucoup de ces sons sont incidentels, c’est-à-dire provoqués par les mouvements ou l’activité des animaux.
C’est ainsi que certains invertébrés marins des fonds marins côtiers bien connus de nos étals de marché - comme la crevette, le crabe, la langoustine ou la langouste - ont des déplacements et des comportements naturels propices à la production sonore. Vivant en contact étroit avec le fond, ils se déplacent grâce à des pattes locomotrices, des antennes et une carapace dure qui produisent beaucoup de bruit lors de ces déplacements. A leurs côtés, d’autres invertébrés fixés ou très peu mobiles peuvent aussi être très bruyants.
Tout ce bruit de fond biologique naturel est essentiel car souvent décisif pour de nombreuses larves nageuses d’organismes marins en quête d’un milieu favorable pour s’installer. Mais les activités humaines en mer, et le bruit associé à la navigation commerciale en particulier, perturbent ce bruit naturel du milieu. Les bateaux génèrent des bruits de basse fréquence pouvant atteindre 190 dB qui se propagent sur de longues distances et affectent les organismes exposés en masquant ou en endommageant les signaux biologiques pertinents.
En 2017, la Conférence des Parties à la Convention sur la conservation des espèces migratrices a reconnu que ce bruit anthropique marin était une source de pollution émergente peu connue menaçant la conservation et le bien-être des espèces marines. Depuis, si de multiples études ont démontré les effets négatifs des bruits anthropiques sur les mammifères marins et les poissons, leurs effets sur les invertébrés marins dits benthiques (vivant sur les fonds marins) restent encore largement méconnus. Le rôle des sons dans l’océan est reconnu sur le plan international pour sa valeur écologique, mais une compréhension complète et globale des paysages sonores océanographiques reste encore parcellaire.
Comprendre les influences sonores des comportements et des migrations
C’est dans ce contexte qu’Héloïse Marte effectue depuis 2024 un travail de recherche en écologie marine. Elle étudie plus précisément l’impact des bruits de la navigation maritime sur les déplacements et les comportements de deux grands crustacés à intérêt commercial : l’araignée de mer (Maja brachydactyla) et le tourteau canadien (Cancer irroratus). Ses recherches se concentrent sur trois grands sites géographiques d’intérêt, de part et d’autre de l’Atlantique Nord : la rade de Brest en Bretagne, l’archipel de Chausey en Normandie et le golfe du Saint-Laurent (et notamment Rimouski et l’ile du Prince Edouard) au Canada.
Le travail d’Héloïse commence par des mesures d’enregistrement et de caractérisation des sons sous-marins provenant des navires professionnels et de plaisance, dans les eaux de l’archipel de Chausey et du golfe du Saint-Laurent. Cette première étape mobilise des méthodes d’acoustique passive en vue de caractériser l’environnement acoustique auquel les individus suivis sont exposés, et de le mettre en relation avec leurs déplacements et leurs comportements.
Héloïse effectue en parallèle des mesures en laboratoire grâce à deux bassins expérimentaux mis à sa disposition de part et d’autre de l’Atlantique, à l’Écloserie du Tinduff en Bretagne et à l’institut canadien Maurice-Lamontagne partenaire de l’ISMER-UQAR. Elle utilise des capteurs à haute fréquence qu’elle fixe sur les crustacés pour déterminer la façon dont l’activité, les déplacements et l’organisation spatiale des crabes peuvent être modifiés, dans les conditions maîtrisées d’un laboratoire, par une exposition à des sons liés au trafic maritime. Dans ces mêmes conditions expérimentales, Héloïse s’attelle aussi à étudier plus précisément la production sonore des deux espèces de crustacés Maja brachydactyla et Cancer irroratus, afin de caractériser les sons produits et les comportements auxquels ces sons peuvent être associés.
Dans un troisième temps, les mêmes types de capteurs à haute fréquence sont utilisés sur les crustacésin situ, dans les eaux bretonnes, normandes et canadiennes. Il s’agit alors de suivre les mouvements et les trajectoires des crustacés pour mieux comprendre leurs comportements face à l’exposition aux bruits anthropiques de navigation identifiés. S’appuyant sur le calibrage expérimental, cette étape de vérification in situ et à plus large échelle spatiale des migrations des crabes permet d’analyser l’influence de leurs proies potentielles, comme les huîtres dans certaines zones ostréicoles de leur habitat.
Toutes les données produites en bassin ou in situ permettent de nourrir progressivement un long travail numérique de traitement de la donnée et de modélisation des mouvements des crabes. Pour cela, Héloïse travaille en lien étroit avec des spécialistes experts du traitement du signal, de la mesure, de l’analyse et de la modélisation du comportement du piéton et des foules. Son objectif est de proposer une nouvelle approche de modélisation des mouvements des crustacés : en associant des enregistrements acoustiques sous-marins à une observation comportementale en laboratoire, puis in situ, elle espère pouvoir identifier les contextes associés à la production sonore et décrire plus précisément les caractéristiques acoustiques de ces signaux.
Un travail de recherche transdisciplinaire et multi-échelles innovant
La thèse d’Héloïse est rattachée à l’École Doctorale DIVONA portant sur les Sciences de la Nature et de l’Homme et menée par le Muséum national d’Histoire naturelle (MNHN) et Sorbonne Université (SU). Elle est encadrée par Frédéric Olivier, professeur écologue au sein du laboratoire BOREA (Laboratoire de biologie des organismes et des écosystèmes aquatiques), une unité mixte de recherche du MNHN, du CNRS, de SU et de l’IRD, et par Julien Pettré, chercheur au sein du laboratoire IRISA (Institut de Recherche en Informatique et Systèmes Aléatoires), une unité mixte de recherche de l’Université de Rennes, du CNRS et de l’INRIA (Institut National de Recherche en sciences et technologies du numérique).
La thèse est financée dans le cadre du PPR (Programme Prioritaire de Recherche) Océan et Climat, porté par l’Ifremer et le CNRS. Plus globalement, ce travail de recherche s’inscrit dans le cadre du projet de recherche franco-québécois ENTENDRE (comportEments iNdividuel collecTif dE l’araigNée et Du touRteau canadiEn) visant à étudier l’impact de l’anthropophonie liée au trafic maritime sur les déplacements des crustacés dans les zones tempérées et subarctiques.
Grâce à cette collaboration inédite de part et d’autre de l’Atlantique, ce travail de recherche permet de mêler étroitement des disciplines qui classiquement interagissent peu entre elles. Il associe de façon originale les outils des sciences de l’ingénieur utilisés en océanographie côtière et dans l’étude du comportement animal, mais également les outils numériques, développés notamment pour la caractérisation et la modélisation des trajectoires de piétons. Par cette approche transdisciplinaire et multi-échelles innovante, ce travail doit pouvoir contribuer à une meilleure compréhension du rôle potentiel de l'acoustique dans l'écologie comportementale des crustacés marins, un domaine qui reste encore largement inexploré.
Trois questions à Héloïse Marte
Pourquoi avoir voulu faire une thèse en sciences marines ?
Depuis l’enfance, le monde marin m’intrigue. Les documentaires ont été un premier déclic, mais ce qui m’a surtout marquée, c’est la complexité et la richesse de ces écosystèmes. Au fil de mes études, cette passion s’est transformée en une volonté plus claire : devenir actrice plutôt que simple observatrice. J’ai donc choisi de poursuivre en thèse pour approfondir ces questions et m’engager pleinement dans la recherche en écologie marine.
Qu’est-ce qui t’a donné envie quand tu as postulé à ce sujet de thèse ? Quelles étaient tes motivations ?
Ce sujet réunissait plusieurs éléments. D’une part, l’utilisation de la télémétrie acoustique que j’ai découverte au cours de mes stages et dont j’ai particulièrement apprécié le potentiel : suivre des individus dans leur environnement naturel, analyser leurs trajectoires, identifier des rythmes et des stratégies de déplacement. D'autre part, la question de l’impact des activités humaines sur le vivant me semblait être une prise directe avec des enjeux contemporains. Enfin, le caractère interdisciplinaire du projet a été déterminant : il mobilise l’expertise des sciences du numérique pour transposer des modèles issus de l’étude des mouvements collectifs humains à l’analyse des interactions et des dynamiques spatiales chez les grands crustacés.
Comment imagines-tu ton futur après cette thèse ?
Après la thèse, je souhaite rester dans le domaine de la recherche scientifique en écologie marine, en continuant à m’investir dans des projets alliant approche de terrain et analyse quantitative, que ce soit en postdoctorat ou dans un poste d’ingénieure de recherche.
Référence : Héloïse Marte, « Comportements individuels et collectifs de l’araignée de mer et du tourteau canadien : utilisation combinée d’accélérométrie, de télémétrie acoustique pour estimer et modéliser l’impact de l’anthropophonie du trafic maritime sur les déplacements de deux grands crustacés », thèse 2024-2027
Contact : heloise.marte@mnhn.fr
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