La notion de bruit sous-marin englobe l'ensemble des sons aquatiques en milieu marin, plus ou moins structurés, et pour partie indésirables ou nuisibles (on parle de pollution sonore sous-marine par analogie avec la pollution sonore induite par le bruit excessif d'origine humaine dans l'atmosphère, un phénomène qui progresse rapidement, . L'OMI parle de bruit sous-marin rayonné (underwater radiated noise ou URN) pour le bruit émis par la propulsion des navires.
En l'absence d'activité humaine, les vagues, la pluie et les émissions sonores des animaux marins constituent les principales sources de bruit ; des évènements sismiques survenant dans les roches ou les glaces (vêlage d'icebergs notamment) provoquent aussi des crêtes occasionnelles..
Dans le Pacifique Nord, . Dans le monde, selon Matthias Witte et al. (2023) le « bruit de fond océanique » a augmenté de 21 dB en quelques décennies. De nombreuses publications scientifiques concernent l'impact de l'activité humaine sur la « pression acoustique » en milieu marin, soit en ce qu'elle perturbe les différentes espèces, soit en ce qu'elle interfère avec les modes de communication entre organismes marins ou avec les moyens de détection militaires (eux-mêmes producteurs d'ondes puissantes, ce qui les pousse à les renforcer encore. Il est avéré que le bruit sous-marin de basse fréquence et d'origine anthropique est en forte hausse depuis la fin du siècle. En 2020 et depuis la fin du siècle, ce bruit est omniprésent, intense et constant dans un nombre croissant de voies maritimes (et zones portuaires). Il est jugé préoccupant, dont par l'ONU et la Commission OSPAR (2009)., car de plus en plus perturbateur pour la faune marine (et donc, indirectement, pour les écosystèmes, pour l’environnement subaquatique marin et les services écosystémiques qu'ils fournissent). La navigation en est la cause principale, mais les impacts des sonars actifs, ainsi que celui des chantiers sous-marins inquiètent aussi pour l'intensité momentanée mais importante de ces évènements. La pollution sonore subaquatique, à cause de ses impacts négatif reconnus sur la vie marine doit être traité à échelle mondiale dans le cadre de l'objectif de développement durable (ODD) 14 des Nations unies relatif aux océans (peu d'études sont disponibles pour les eaux douces, mais les péniches et autres engins motorisés pourraient y avoir des effets pour partie similaires).
L'écoute du bruit sous-marin se fait par hydrophone (ou par sonar passif dans le cas de la marine de guerre, qui veut, elle, détecter la navigation). Le son se propage beaucoup plus loin, et 4,5 fois plus vite dans l'eau que dans l'airInfographie (PDF), produite par le Port de Vancouver dans le cadre de son plan de lutte contre la pollution sonore sous-marine..
Classes de bruits sous-marins Bruit anthropique et bruit naturel On appelle bruit anthropique, par opposition au bruit naturel, celui causé par l'activité humaine.
Il est surtout émis par la navigation (motorisée, commerciale, militaire et de tourisme/loisirs) et étudié depuis les années 1960. Il est aussi dû à des processus d'observation ou de recherche par sonar, ou par générateur d'ondes sismiques (canons à air comprimé), pour l'acquisition d'images du relief et d'images sismique de la géologie du sous-sol des fonds marins, une cause qui inquiète les biologistes marins depuis plusieurs décennies. L'arctique n'est pas épargné : par exemple, la composante haute-fréquence du bruit particulier et chronique d'un brise-glace en activité semble pouvoir être perçu sous l'eau dans les hautes fréquences par les bélugas et très probablement, par les narvals (jusqu'à plus de 25 à 30 km du navire). Des voies maritimes coupent les axes migratoires des bélugas dans la partie "pacifique" de l'Arctique. Là 9 bélugas suivis grâce à des balises satellitaires dans les mers de Beaufort, des Chukchi et de Béring (en juillet-) ont été observés à moins de 125 km de navires et 23 fois à moins de 50 km ; ils ont alors en moyenne alors ralenti leur nage (parfois jusqu'à 79 km du navire), avec des errements latéraux et verticaux dans un raon de 50 km, indiquant une perturbation du comportement selon les auteurs de l'étude qui a confirmé des résultats antérieurs .
Dans une part croissante du monde, divers travaux sous-marins (forages pétrogaziers, travaux portuaires, dragages et rejets en mer de boues de dragage, pose d'éoliennes...) sont aussi sources d'une pollution sonore préoccupante. Le cas du bruit induit par les suceuses et autres engins de dragage ou de rejet en mer a été abordé avec la World Dredging Association (WODA) dans le cadre des travaux de la Convention et du Protocole de Londres sur la protection du milieu marin contre la pollution résultant du déversement de déchets et d'autres matières en mer.
Les zones chroniquement les plus affectées sont situées sous et à proximité des grands axes de circulation des navires.
Bruit continu et bruits impulsifs Il convient de différencier le bruit continu des bruits impulsifs, brefs.
Les sources de bruits impulsifs incluent les battages de pieux dans les constructions sous-marines ou côtières (aménagements portuaires, installation d'éoliennes, etc), les études sismiques (en vue de repérer des gisements de pétrole ou de gaz), les explosions sous-marines (destructions de munitions par exemple autrefois couramment effectuées sous l'eau à marée haute en Baie de Somme, exercices militaires par exemple), et les sonars notamment.. Les sources continues proviennent essentiellement du trafic maritime, et comprennent aussi des cornes de brumes des bouées, et d'installations industrielles permanentes (plate formes pétrolières...).
Importance du contexte Les caractéristiques physiques de la propagation du son sous l'eau sont également liées aux conditions environnementales et notamment au relief, à la nature du fond (rocheux, sableux, vaseux, plat ou en pente...) à la configuration du volume de la masse d'eau, en particulier dans les détroits, à la présence éventuelle de fortes différences de salinité. Le son peut être réverbéré par le fond, puis par la surface de l'eau joue qui joue le rôle d'un miroir réfléchissant ; ce son peut alors être renvoyé dans la masse d'eau en passant au dessus de barrières rocheuses. ; certains sons (sonar y compris) peuvent profondément se propager dans le sédiment voire dans la croûte terrestre, plus ou moins profondément selon la nature du substrat, affectant potentiellement de nombreuses espèces encore mal connues du sédiment.
Impacts du bruit sous-marin La notion de "bruit sous-marin" et plus encore celle de pollution sonore implique généralement des conséquences négatives, directes et indirectes, immédiates et différées, sur la faune marine.
La plupart des animaux marins ont en effet une ouïe souvent très fine, souvent vitale pour détecter des proies et/ou pour échapper à des prédateurs. Par exemple les poissons ont une ligne latérale et des organes les rendant très sensibles au son et aux ondes de pression, anthropogéniques en particulier. Chapman et Hawkins, en 1973 puis Nordeide et Kjellsby en 1999 ont montré que la morue est sensible au bruit tonal d'une large bande de basse fréquence (de 30 à 470 Hz). Après que des pêcheurs se sont plaints de voir diminuer leurs prises lors de levés géophysiques, une étude a procédé à des essais en aveugle de pêche à la ligne de sébastes (Sebastes spp.) le long de la côte de la Californie centrale , avec ou sans présence d'un canon à air comprimé de 1 639 cm3 et d'une puissance sonore à la source de 223 dB à 1 μPa : une baisse moyenne de 52,4 % du nombre de prises a effectivement été constatée par unité d'effort de pêche (par rapport aux essais témoins), et ce pour toutes les espèces de sébastes capturés (soit l'équivalent d'une perte économique de 49,8 % du chiffre d'affaires pour les pêcheurs). Concernant les mammifères marinsMarine Mammals and Noise (2007) A sound approach to research and management; a report to congress from the Marine Mammal Commission. URL: https://www.mmc.gov/wp-content/uploads/fullsoundreport.pdf : 119 espèces de cétacés sont connus pour leur dépendance au son et à de l'écholocation pour leur apprentissage social et de l'environnement, pour la navigation, la communication, la reproduction, la quête de nourriture et l'évitement des obstacles et des prédateurs. On sait maintenant qu'ils dépendent du son ; et qu'ils sont très vulnérables au sonar, qui peut les tuer (ce que la marine américaine, selon la revue Nature, cherchait encore en 2006 à cacher) ; ils sont vulnérable à une large gamme de sons dès qu'ils sont suffisamment intenses (ces sons sont une forte source de stress, ce pourquoi on utilise des pingers pour tenter de les éloigner des filets de pêche). Ce stress concerne des animaux de toutes tailles (baleine et orques y compris), et affecte leur santé, via notamment une dégradation de leur système immunitaire. On a aussi montré en 2006 qu'en présence d'un trafic maritime plus important, les dauphins au sein d'un groupe adoptent un comportement respiratoire plus synchrone (ils font surface ensemble pour respirer de manière coordonnée) alors qu'en temps normal, leurs schémas respiratoires sont nettement plus aléatoires et on a récemment (2021) expérimentalement confirmé, dans un environnement vierge de bruit anthropique, que face à une émission sonar, 12 baleines à bec communes suivies (près de Jan Mayen, en Norvège) ont entamé des mouvements d'évitement de la source sonore sur une large gamme de distances (0,8 à 28 km), d'autant plus tôt et d'autant plus vivement que le niveau de pression acoustique reçu était haut, et ce quelle qu'ait été la distance de la source. Les seuils d'évitement ont varié selon les individus (seuils compris entre de 117 et 126 dB re 1 µPa), mais, contrairement à ce qui a été antérieurement suggéré (dans des lieux où les baleines sont fréquemment exposées aux sonars), ici, le fait que la source soit lointaine ne semble pas significativement diminuer le stress de l'animal. On manque encore de données précises relatives à l'audition sous l'eau des pinnipèdes (éléphant de mer, phoque et otarie), mais, par exemple, une étude (2000) a montré que les pinnipèdes, et l'éléphant de mer en particulier, détectent des signaux à des rapports signal/bruit relativement faibles, ce qui laisse penser qu'ils peuvent être perturbés par des sources de bruit anthropiques relativement faibles ; En zone intertidale et côtière, de nombreux animaux marins se servent d'indices sonores de l'environnement ; Le bruit subaquatique affecte même le plancton ; conséquences indirectes : quand le bruit anthropique fait fuir ou éloigne certaines espèces, alors leurs prédateurs symbiotes et autres espèces associées sont également affectés. Certains dauphins sont curieux et sont attirés par les navires et ils savent pouvoir trouver à manger dans les filets de pêche. Ils utilisent le son pour la communication entre individus voient la réception de leurs signaux perturbée, et les bruits impulsionnels puissants lèsent leurs organes auditifs, ce qui peut changer leurs comportements et affecter leurs chances de se reproduire et augmenter le risque de collision et/ou d'échouage.
Mesure des bruits sous-marins
L'observation et la mesure des bruits sous-marins sont nécessaire à l'étude et à la cartographie des sources, fréquences et intensités de bruit subaquatique et à l'analyse de l'évolution du paysage sonore subaquatique sous l'effet de l'artificialisation du monde et de l'augmentation de la pression humaine sur l'océan mondial.
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