Paysage acoustique sous-marin de l’océan Indien austral – MUSIC

L'objectif de MUSIC est d'analyser 3 ans de données acoustiques continues, basse fréquence (0-120 Hz), enregistrées par un réseau étendu d'hydrophones autonomes dans l'océan Indien austral (24S-56S ; 55E-81E). Ce réseau a été déployé en 2020, maintenu en 2022 et récupéré en 2023 lors de campagnes du RV Marion Dufresne de la TGIR FOF, pour le suivi de:
• La dynamique des trois dorsales Indiennes à taux d’expansion contrastés, ultra-lent à intermédiaire (14-70 mm/an), à partir de l'activité sismique de bas niveau qu'elles génèrent;
• La présence et schéma migratoire de 6 espèces de baleines à fanons à partir de leur activité vocale (rorqual commun, baleine bleue Antarctique et 3 populations de pygmées, baleine de Minke);
• Du paysage sonore ambiant, riche aussi de sons d’origine cryogénique ou anthropique.
Ces données seront analysées à la lumière des travaux antérieurs dans la même région afin de suivre l'évolution long terme de toutes ces composantes du paysage sonore de l'océan Indien austral.
Le projet est divisé en 4 tâches :
La tâche 1 dédiée à la bioacoustique afin d'identifier exhaustivement les espèces de baleines présentes dans cette zone, et d'établir leurs routes migratoires et leur saisonnalité. Leur distribution géographique et temporelle sera examinée en regard de variables environnementales autour des hydrophones (bathymétrie, SST, Chlorophylle-A). Les catalogues de cris, établis à l’aide de détecteurs adaptés aux cris stéréotypés (rorqual bleu) ou pulsés (rorqual commun ou petit), seront comparés entre espèces et sites.
La tâche 2 focalisée sur l'activité sismo-volcanique de faible intensité générée par les dorsales Indiennes afin d'étudier leur dynamique. Par triangulation des temps d'arrivée des ondes acoustiques d’origine sismique, leur source peut être localisée à quelques km près et leur niveau mesuré. Comme dans la tâche 1, des catalogues d'événements seront établis pour accéder à leur distribution temporelle et géographique. L’origine tectonique ou volcanique des essaims, reflets de l'état thermique et mécanique des dorsales, sera analysée. Cet état est-il stable dans le temps et dans l'espace, dépend-il uniquement des taux d’expansion ? Comment sont répartis les événements, brefs et très énergétiques, issus d'interactions entre laves et eau de mer sur les fonds océaniques et révélateurs d'un magmatisme actif ?
La tâche 3 étudiera l'évolution long terme et les composantes du paysage sonore. En 2012, les variations saisonnières étaient d’origine naturelle, cris des baleines à fanons et sons cryogéniques, avec une contribution anthropique limitée. Ces composantes ont-elles évolué depuis, avec le réchauffement climatique ou l'augmentation du trafic maritime comme dans d'autres océans ?
La tâche 4 sera méthodologique, avec le développement d’algorithmes fondés sur l’apprentissage profond et des modélisations sismo-acoustiques. Les premiers pour détecter et classer automatiquement des événements acoustiques variés dans une grande base de données. Le dialogue entre tâches 1, 2 et 4 sera déterminant pour entrainer/tester ces algorithmes sur des catalogues annotés. Les secondes pour étudier les mécanismes à l'origine des événements impulsionnels (implosion de bulles ou fissures dues à la trempe de la lave) et le rôle du tenseur de moment des séismes dans le diagramme de rayonnement des ondes acoustiques.
Les partenaires de MUSIC sont Geo-Ocean, qui fournit les données et l'expertise en géosciences, et Lab-STICC, fort d’une solide expérience en traitement du signal, informatique et bioacoustique. Cette pluridisciplinarité pour analyser cette grande base de données acoustiques est un point fort du projet.
Tous les participants sont adeptes de la science ouverte et mettront leurs résultats à disposition via des dépôts de données et plateformes collaboratives. Le grand public étant très réceptif aux sons de la mer, nous continuerons à participer à des manifestations publiques et à des actions de sensibilisation.