«Polyphonie Océanique : comprendre les environnements marins en écoutant les sons qu’ils produisent »

Cédric GERVAISE est Chercheur Associé au GIPSA-Lab de Grenoble INP, Co-titulaire de la Chaire «CHORUS » de la fondation Grenoble INP.

Il présente ses travaux le vendredi 16 novembre en vue de l’habilitation à diriger des recherches. 

Le thème : «Polyphonie Océanique : comprendre les environnements marins en écoutant les sons qu’ils produisent »

Les mots clés : traitement du signal, acoustique sous-marine passive, tomographie passive, écologie acoustique, surveillance de l’environnement

Résumé : L’hydrosphère recouvre 70 % de la surface terrestre, elle rend des services vitaux à l’humanité comme la régulation du climat, elle héberge d’immenses réservoirs de ressources. Elle est l’un des derniers lieux d’évolutions discrètes pour les applications de défense.  Aujourd’hui, l’hydrosphère subit les changements globaux et l’augmentation des pressions anthropiques. L’observation des réponses à ces changements est un enjeu du 21ième siècle dont les attentes scientifiques et sociétales se font l’écho. Ces attentes sont relayées au sien de la directive cadre sur l’eau et de la directive cadre pour la stratégie pour le milieu marin. Il est attendu que les scientifiques proposent des méthodes d’observation performantes abordant les champs de la chimie, de la physique et de la biologie réalisant des observations sur le long terme, à haute résolution et à des coûts raisonnés.

Les travaux présentés poseront les bases de l’observation des environnements marins par acoustique passive.

Les paysages acoustiques définis comme l’ensemble des sons produits dans un environnement marin forment une matière première intéressante à valoriser pour l’observation. En effet, ils constituent un proxy du fonctionnement des écosystèmes marins apportant de l’information

1) sur l’activité biologique via les émissions sonores volontaires ou involontaires d’une vaste gamme d’organismes allant des invertébrés benthiques jusqu’aux mammifères marins,
2) les conditions météorologiques et les forçages physiques et
3) sur les activités anthropiques.

L’essor des enregistreurs sonores sous-marins autonomes permet de recueillir de longues séries temporelles continues sur le long terme, à des coûts financiers et humains très raisonnables compatibles une activité d’observation. Reposant sur des bases de traitement du signal et de physique des ondes, le fort potentiel de l’acoustique passive sera démontré à travers deux thématiques complémentaires :

1) la caractérisation (détection, localisation, classification et dénombrement) des sources sonores et
2) la tomographie acoustique passive.

Les travaux illustreront des développements théoriques entièrement validés sur de nombreuses données réelles.

Basées sur une approche transdisciplinaire entre les STIC et les Sciences de la Mer et s’appuyant sur des résultats prometteurs, un programme de recherche à long terme sera proposé pour établir l’acoustique passive comme un moyen d’observation opérationnel dont l’une des plus-values sera l’observation de l’activité biologique et de ses réponses aux différentes stresses environnementaux.