L’augmentation du bruit sous-marin dû aux activités humaines nuit à la vie marine, ce qui a suscité des efforts internationaux tels que l’initiative pour des navires silencieux du Canada.
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Dans les profondeurs marines, le son est essentiel. Pour la vie marine, le son joue souvent un rôle crucial dans la communication, la recherche de nourriture, la reproduction et la navigation. Cependant, l’augmentation de l’activité humaine dans les océans s’accompagne d’une augmentation du bruit sous-marin. Diverses industries contribuent au bruit dans les océans : la production énergétique en mer, les travaux de construction, les opérations militaires et, bien sûr, le trafic maritime. Le bruit généré par les navires est appelé bruit rayonné sous-marin. L’activité croissante du transport maritime commercial, des projets d’exploitation en mer, de la pêche et des bateaux de plaisance contribue à une augmentation du bruit rayonné sous-marin.
Cette augmentation a de graves conséquences pour la vie marine, en particulier pour les espèces dont la survie dépend des sons, comme les mammifères marins. Le bruit rayonné sous-marin peut masquer les sons naturels, ce qui entrave la communication entre les individus, la recherche d’un partenaire ou d’une proie, ou même l’évitement des prédateurs. Certains peuvent modifier leur comportement, par exemple en communiquant moins ou en évitant ou en abandonnant des habitats importants. Le bruit rayonné sous-marin peut également augmenter le stress et causer d’autres problèmes de santé.
La question du bruit rayonné sous-marin suscite de plus en plus d’intérêt. L’Organisation maritime internationale a mis à jour ses lignes directrices volontaires sur la réduction du bruit rayonné sous-marin (en anglais) en 2023. Au Canada, le gouvernement fédéral élabore une stratégie sur le bruit sous-marin afin d’améliorer la science, la collecte de connaissances, l’innovation et l’évaluation, et d’éclairer la gestion du bruit rayonné sous-marin, tout en sensibilisant la population à ce problème.
Qu’est-ce que le son et comment se propage-t-il dans l’eau ?
Le son est une forme d’énergie créée par des vibrations. Lorsque quelque chose vibre, comme les cordes d’une guitare ou le moteur d’une voiture, les molécules environnantes vibrent également et se heurtent à leurs voisines, qui se heurtent à leurs voisines, créant ainsi des ondes sonores. Ces dernières se propagent dans toutes les directions à partir de la source de la vibration. Si les ondes sonores atteignent un récepteur – p. ex., votre oreille – avant de perdre de l’énergie (et si elles se situent dans votre champ d’audition), elles sont interprétées comme un son.
Le son peut être décrit par son amplitude (son volume) et sa fréquence (tonalité aiguë ou grave). Pour l’oreille humaine, une plus grande amplitude est perçue comme un son plus fort. L’amplitude diminue avec la distance parcourue, ce qui explique pourquoi les sons provenant d’une source éloignée sont plus faibles que ceux provenant d’une source proche. La fréquence est le nombre de cycles d’ondes sonores dans un temps donné. Plus il y a de cycles d’ondes sonores, plus la fréquence est élevée. Les sons à basse fréquence, comme les cornes de brume ou le cri d’une baleine bleue, se déplacent plus loin que les sons à haute fréquence parce qu’ils perdent moins d’énergie pendant leur déplacement.
Le son se déplace plus vite et plus loin dans l’eau que dans l’air car les différentes propriétés physiques de l’eau font qu’elle est plus dense que l’air et qu’elle peut transférer l’énergie plus rapidement. Les conditions océaniques influencent la distance et la vitesse de propagation du son : celui-ci se déplace plus vite quand la température, la salinité et la pression de l’eau sont plus élevées. La température baisse et la pression augmente avec la profondeur de l’eau, ce qui signifie que le son se déplace à des vitesses différentes selon la profondeur.
La profondeur de l’eau est également importante en raison de l’atténuation. Lorsqu’une onde sonore atteint la surface de la mer ou le fond marin, l’énergie sonore peut être absorbée ou réfléchie et réfractée (rebondir), ce qui réduit l’intensité de l’énergie acoustique. Le type de fond marin influence l’ampleur de la perte d’énergie. Par exemple, le sable a tendance à absorber plus de sons que la roche. Dans l’Arctique, la couverture de glace absorbe et réfléchit le son, en fonction de la rugosité de la glace. Pour ces raisons, une onde sonore peut se déplacer plus loin et plus vite à un endroit qu’à un autre. Même dans une zone donnée, le comportement du son peut changer selon les jours.
Le son sous-marin est considéré comme un bruit lorsqu’il est généré par les activités humaines, transmis sous la surface de l’eau et qu’il a une série de répercussions sur les animaux marins. Le bruit sous-marin peut être continu et durable (comme l’hélice d’un navire) ou impulsionnel en démarrant et en s’arrêtant soudainement (comme le canon à air d’un levé sismique ou un échosondeur).
La nécessité d’atténuer le bruit sous-marin rayonné pour protéger les écosystèmes marins retient de plus en plus l’attention et devient de plus en plus urgente. L’approche du Canada pour réduire le bruit sous-marin comprend le soutien de mesures opérationnelles volontaires et obligatoires (par exemple, les ralentissements saisonniers des navires) et, depuis 2017, la promotion de la conception de navires plus silencieux par l’intermédiaire de l’Organisation maritime internationale.
Les efforts du Canada ont conduit à l’adoption de lignes directrices actualisées sur la réduction du bruit sous-marin rayonné en 2023. Pour soutenir ces lignes directrices révisées, l’Organisation maritime internationale a également approuvé un plan d’action sur le bruit rayonné sous-marin avec une phase d’acquisition d’expérience pour différents pays et organisations internationales afin de partager les meilleures pratiques pour lutter contre le bruit sous-marin. Par ailleurs, le gouvernement fédéral canadien élabore actuellement une stratégie sur le bruit des océans afin d’améliorer la science, la collecte de connaissances, l’innovation, l’évaluation et la gestion du bruit sous-marin, tout en sensibilisant le public à ce problème.
En réponse à ces préoccupations, Transports Canada renforce son Initiative pour des navires silencieux (INS) pour s’attaquer aux répercussions du bruit sous-marin généré par les navires. L’INS fournit un financement fédéral pour des projets de recherche et développement visant à mettre au point et à tester des technologies, des conceptions de navires, des mises à niveau et des pratiques opérationnelles prometteuses en vue de rendre les navires plus silencieux et plus efficaces afin de protéger l’environnement marin et les mammifères marins menacés d’extinction. Cette série d’articles explore les résultats et présente les défis soulevés par certains des projets financés par l’INS.
Cet article fait partie d’une série de cinq articles sur la technologie de détection et d’analyse du bruit sous-marin des navires.
Pour en savoir plus sur les nouvelles découvertes et les défis à relever pour rendre les navires plus silencieux, consultez les autres sujets de cette série ici.
L’Initiative pour des navires silencieux est financée par le gouvernement fédéral par l’intermédiaire de Transports Canada. Les partenaires industriels et les chercheurs intéressés par d’éventuelles collaborations en matière de recherche et de développement afin de faire progresser les solutions novatrices dans le domaine de la technologie marine sont invités à contacter l’équipe de l’Initiative pour des navires silencieux à l’adresse suivante : Marine-RDD-maritime@tc.gc.ca.
Crédit image couverture : Erik Mclean via Unsplash
Vie marine : Mammifères, poissons et invertébrés vivant dans l’environnement océanique.
Bruit sous-marin : Bruit généré sous l’eau par l’activité humaine dans l’environnement océanique. Diverses industries contribuent au bruit sous-marin : la production énergétique extracôtière, les travaux de construction, les opérations militaires et, bien sûr, le trafic maritime. Le bruit généré par les navires est appelé bruit rayonné sous-marin.
Transport maritime commercial : Navires qui transportent des marchandises ou des personnes à des fins d’échanges économiques, y compris (mais sans s’y limiter) les porte-conteneurs, les vraquiers, les transporteurs de véhicules, les pétroliers (navires-citernes), les navires de croisière et les traversiers.
Masquer, masquage : Phénomène où un ou plusieurs sons influencent la perception d’un autre. En raison de cette interférence, l’auditeur a du mal à saisir et à identifier avec précision le son d’intérêt, ce qui le rend plus difficile à comprendre. Le masquage peut se produire sous l’eau lorsque le bruit de fond, comme les vagues, le vent, la pluie ou les activités humaines, nuit à la détection ou à la communication des sons produits par des animaux marins ou des dispositifs marins.
Amplitude : Désigne la hauteur de l’onde de pression sonore ou l’« intensité sonore » d’un son. Elle est souvent mesurée sur l’échelle des décibels (dB). De légères variations d’amplitude (ondes de pression « courtes ») produisent des sons faibles ou silencieux, tandis que de grandes variations (ondes de pression « hautes ») produisent des sons forts ou intenses. Par exemple, imaginez une vague à la surface d’un étang. L’amplitude serait la hauteur maximale de l’eau au-dessus ou au-dessous de son niveau de calme.
Fréquence : Le son se déplace dans un milieu comme l’eau sous forme d’onde, d’où le terme « onde sonore ». La fréquence, aussi appelée « hauteur », indique la fréquence à laquelle une onde sonore se répète en une seule seconde. Mesurée en hertz (Hz), ou cycles par seconde; les nombres plus élevés signifient des sons plus aigus et les nombres plus bas, des sons plus graves.
Salinité : Quantité de sel dissous dans un plan d’eau. La vitesse du son dans l’eau a tendance à augmenter à mesure que la salinité augmente.
Atténuation : Réduction de l’intensité des ondes acoustiques en fonction du temps et de la distance; également appelée perte de transmission.
Intensité : Quantité d’énergie contenue dans une onde sonore, mesurée dans une zone donnée à un moment donné; se traduit également par la perception subjective de la pression acoustique et de l’intensité sonore.
Énergie acoustique : L’énergie qui traverse une substance sous forme d’ondes sonores est appelée énergie acoustique. Lorsque le son traverse un milieu, il crée des ondes de vibrations dont l’énergie varie en fonction de l’amplitude des ondes sonores.
Son continu : Type de son qui dure longtemps et qui n’a pas de caractéristiques impulsionnelles.
Son impulsionnel : Signal acoustique avec un démarrage et un arrêt instantanés. Les sons impulsionnels sous-marins sont générés par certaines activités humaines, comme les levés géophysiques, le battage de pieux par impact, les dispositifs de dissuasion acoustique, les échosondeurs multifaisceaux et la détonation d’explosifs.
Levé sismique : Activité géophysique qui utilise une source d’air sismique pour générer des ondes acoustiques qui se propagent dans l’eau et les sédiments, qui sont réfléchies ou réfractées sur les couches de la subsurface des sédiments et sont ensuite enregistrées par des hydrophones à la surface.
Échosondeur : Appareil permettant de déterminer la profondeur du fond marin ou de détecter des objets dans l’eau en mesurant le temps de retour des échos sonores.
