Les technologies spatiales peuvent-elles aider à réduire le stress chronique subi par les baleines?

Une mère cachalot et son petit. (Source : Gabriel Barathieu.)

Le saviez-vous?

Les études montrent que les baleines noires s'emploient à modifier leurs vocalisations afin de pouvoir communiquer dans les eaux très bruyantes de l'Atlantique Nord (Parks et coll., 2007). Le bruit provoque chez les baleines un stress chronique qui nuit probablement à leur bonne forme à long terme. Une preuve solide de cet effet a été relevée dans les jours qui ont suivi les attentats du 11 septembre 2001. De nombreux navires sont alors restés au port, et le bruit sous-marin a diminué le long de la côte est de l'Amérique du Nord. La concentration des hormones de stress (cortisol) dans les fèces des baleines noires a diminué de plusieurs ordres de grandeur au même moment (Rolland et coll., 2012).

Les méfaits de la pollution par le bruit sous-marin

La pollution par le bruit, comme d'autres pollutions, peut nuire aux espèces marines et éventuellement provoquer des changements de comportement susceptibles d'avoir des effets à long terme sur leurs populations.

  • Un bruit soudain et très fort peut faire sursauter les animaux marins à proximité et leur causer des dommages à louie.
  • Un bruit continu peut masquer les sons qu'émettent les animaux pour communiquer entre eux et perturber leurs activités d'alimentation et leurs rapports sociaux.

Comment l'Agence spatiale canadienne contribue-t-elle au développement de solutions novatrices?

Le satellite RADARSAT-2

Source : MacDonald, Dettwiler and Associates Ltd. (MDA).

En juin 2016, six projets soumis par des entreprises canadiennes ont été sélectionnés pour obtenir du financement dans le cadre du Programme de développement d'applications en observation de la Terre de l'Agence spatiale canadienne et, en partie, de Recherche et développement pour la défense Canada. Chaque projet propose une application novatrice qui, à l'aide de données satellite, relèvera les défis liés au trafic maritime dans les eaux canadiennes.

Voici un résumé de l'étude très intéressante que réalisera JASCO Applied Sciences (anglais seulement), où on examinera comment utiliser les données spatiales sur le trafic maritime pour atténuer les effets du bruit des navires sur la vie marine.

Quel est l'impact du trafic maritime sur la faune marine?

Baleine noire de l'Atlantique Nord, en voie de disparition - au large de la côte Est. (Source : Florida Fish and Wildlife Conservation Commission/National Oceanic and Atmospheric Administration.)

Il est facile de penser que, sous la surface de l'océan, il règne un silence profond. Mais, au contraire, l'environnement y est très sonore. Le son, contrairement à la lumière, voyage remarquablement bien dans l'eau. C'est pourquoi les espèces marines ont évolué de sorte à se guider par l'ouïe plutôt que par la vue pour nager, éviter les prédateurs, chercher leur nourriture et réussir à s'accoupler. Or, on a constaté que le niveau sonore dans les mers devient alarmant en raison de la pollution sonore résultant de l'activité humaine. Les bruits causés par les humains sont reconnus comme une réelle menace pour la faune marine parce qu'ils empêche les animaux de communiquer dans les bassins océaniques comme ils le faisaient encore il y a seulement une centaine d'années. Il faut s'attaquer rapidement au problème du bruit sous-marin, car ses effets dommageables sur la faune marine risquent de s'accumuler, d'autant que le trafic maritime ne cesse d'augmenter.

La solution évidente est de construire des navires moins bruyants, mais il faudra entre 30 et 50 ans avant que ce virage se concrétise. À court et à moyen terme, il faut trouver des solutions que l'industrie et les organismes de réglementation peuvent intégrer en douceur dans leurs activités et modes de fonctionnement.

JASCO Applied Sciences propose une solution spatiale qui combinerait les connaissances sur les sources de bruit, comme le nombre de navires circulant dans un secteur donné, et les informations sur leur proximité de l'habitat marin. L'utilisation des données satellite pour appréhender les dangers pourrait constituer une percée importante.

Quelle est la solution proposée par JASCO Applied Sciences?

Carte montrant le trafic maritime mondial à partir de données satellites obtenues à l'aide du Système d'identification automatique (SIA) spatial. (Source : Agence spatiale européenne.)

Le projet consiste en une étude de faisabilité sur la mise au point de nouveaux outils pour gérer les effets du bruit sous-marin émis par les navires sur la faune marine. Les émissions de bruit dépendent de la taille du navire, de la profondeur de ses hélices et de la vitesse à laquelle il circule. Tous les grands navires diffusent les renseignements à ce sujet à intervalles de quelques minutes dans des signaux automatiques enregistrés par des satellites équipés d'un SIA spatial, qui sert à surveiller le trafic maritime.

Dans son étude, JASCO Applied Sciences cherchera à prévoir le niveau de bruit total dans un habitat marin connu en intégrant les données du SIA spatial à des simulations de la propagation des signaux acoustiques, en comparaison avec des images satellites. L'outil permettrait de connaître et de comprendre l'étendue des émissions de bruit sous-marin et même d'étudier l'effet de règles du trafic maritime qui obligeraient les navires à modifier leur vitesse, leur itinéraire et le temps de traversée.

Comment tester la solution proposée?

Au cours de l'étude de faisabilité de dix mois, l'entreprise fera la démonstration de son concept dans un scénario d'essai qu'elle réalisera dans les eaux côtières qui baignent la Nouvelle-Écosse, en l'occurrence dans le bassin Roseway au sud de la province, où se trouve la baleine noire de l'Atlantique Nord - en voie de disparition -, sur le banc d'Émeraude, zone protégée pour l'aiglefin, et dans la célèbre zone de protection marine du Gully, qui protège plus de 2 300 kilomètres pour la baleine à bec commune, elle aussi en voie de disparition.

Quelle est la prochaine étape?

Représentation de satellites captant les signaux émis par des navires

Des satellites reçoivent des signaux du SIA émis par des navires. Enregistrés sur le satellite, ces signaux sont retransmis à une station terrienne appropriée dès qu'il est possible de le faire. (Source : Agence spatiale européenne.)

Si JASCO Applied Sciences réussit à développer la capacité d'utiliser les données satellite pour prévoir les niveaux de bruit en milieu marin, cela constituerait indéniablement une grande avancée pour la protection de la faune marine et améliorerait la gérance de l'environnement en général. Dans un proche avenir, on pourra peut-être équiper les contrôleurs de la circulation maritime d'outils de prévision du niveau de bruit d'après la position, le cap et la vitesse des navires. Si le bruit dépasse le seuil au-delà duquel la faune marine risque d'être perturbée, les contrôleurs pourraient demander que les navires changent de cap ou corrigent leur vitesse pour atténuer les effets.

Pour l'instant, JASCO Applied Sciences dirigera une équipe très diversifiée de développeurs de logiciels, de physiciens, de modélisateurs acousticiens et d'un biologiste des milieux marins. Ceux-ci mettront leur expertise particulière au service de l'innovation afin que la technologie spatiale puisse faire progresser sensiblement la façon dont nous protégeons la faune marine.