Chez les animaux aussi, sons et émotions vont de pair. Déjà, dans son ouvrage De l’expression des émotions chez l’homme et les animaux, Charles Darwin pressentait le codage des émotions par les sons. Et en effet, à qui prête l’oreille, la nature offre de véritables paysages sonores truffés d’informations. C’est tout le travail de la bioacoustique de les décrypter.

^{Cet article est extrait du Pop’Sciences Mag #10 : Sous l’emprise des émotions}

^{Par Héloïse Therrat et Matthieu Martin   |   mars 2022}

©Nicolas Mathevon

Les sons nous renseignent aussi bien sur l’état de la biodiversité que sur les interactions entre animaux nous explique Nicolas Mathevon, directeur de l’équipe de neuro-éthologie sensorielle à l’Université Jean Monnet de Saint-Étienne. « La communication animale sert de support aux interactions sociales entre animaux », résume le bioacousticien du Centre de recherche en neurosciences de Lyon (CRNL). Ainsi, par ses vocalises la mésange avertit ses congénères de la présence d’un prédateur ; le hérisson pousse des reniflements rythmiques au cours de sa parade nuptiale ; le singe hurleur marque son territoire par ses cris. Certains sons constituent la signature de l’individu – de même que chaque être humain a une voix, une façon de parler propre – d’autres au contraire transmettent des émotions. Au CRNL, des travaux ont montré que le diamant mandarin – un oiseau originaire d’Australie – pouvait ressentir le stress dans le cri de sa femelle et entrer lui-même dans un état de stress. Les émotions chez les animaux seraient donc bien communicables par les sons.

Mais si les sons provoquent des émotions chez les animaux, qu’en est-il de la musique ? On sait que la musique est très marquée culturellement. Sur ce point, Nicolas Mathevon reste donc prudent : « L’éthologie nous apprend à ne pas nier la personnalité des animaux et à se prémunir de toute approche anthropocentrée », rappelle-t-il. En revanche, les scientifiques s’accordent sur le fait que la musique demande un certain nombre de capacités perceptuelles et d’analyses enracinées très loin dans l’arbre de l’évolution. Il en est ainsi de la perception du rythme, ce qu’a montré une étude menée sur des éléphants de mers en Californie. Les mâles émettent des cris très particuliers destinés à éviter les confrontations avec leurs congénères. En les analysant, des chercheurs ont montré que chaque individu a une signature rythmique propre et une perception très fine du rythme produit par les autres éléphants de mers. Certains animaux auraient donc le sens du rythme. L’origine de la musique se trouverait-elle alors dans la communication animale ? C’est une piste aujourd’hui explorée.

Histoire d’un duo art-sciences

L’histoire commence avec celle de Pierrick Chilloux…

« Après une licence Arts du spectacle et un cycle de théâtre à l’Université et au Conservatoire Régional de Poitiers, je suis entré en Master Cinéma et audiovisuel à l’Université Lyon 2, avec l’intention de m’orienter dans la réalisation de documentaires scientifiques. À mon arrivée à Lyon, j’ai du choisir le sujet de mon court métrage de Master 1. J’avais entendu parler de Ma Thèse en 180 secondes (MT 180) lors de ma formation au Conservatoire, et je souhaitais déjà écrire un film autour du concours. La diversité et l’importance de l’activité de recherche Lyonnaise promettait une expérience d’autant plus enrichissante que je ne connaissais pas du tout le milieu doctorant et scientifique, même si ce dernier m’a toujours fasciné. Mon professeur référent, Jacques Gerstenkorn était également très enthousiaste lorsque je lui ai fait part de mon idée.

J’ai donc commencé à rencontrer des doctorants qui n’étaient pas forcément candidats au concours, afin d’en apprendre plus. L’évènement Ma Thèse pour les Nuls organisé lors de la Fête de la Science par des LabEx de l’Université de Lyon, m’a conforté dans le choix de mon sujet. Ce concours, permet à une dizaine de doctorants de présenter son sujet de thèse en trois minutes, comme pour MT 180, mais de manière à parler aux plus jeunes. Après avoir reçu l’autorisation de l’Université de Lyon, le Conseil des Présidents d’Université et le CNRS, j’ai pu suivre la formation d’écriture et de jeu théâtral proposée par l’Université. Je souhaitais construire mon documentaire comme un journal de bord commun avec un doctorant candidat, en le suivant dans sa préparation au concours et en lui proposant mon aide pour la réalisation de la vidéo de pré-selection.

De novembre à février 2019, j’ai d’abord suivi Suzanne Bussod, doctorante en imagerie médicale au LabEx PRIMES et au laboratoire CREATIS, que j’avais rencontré de sa participation à Ma Thèse pour les Nuls. Elle m’a beaucoup aidé pour mon projet, et le film tient beaucoup de la confiance qu’elle m’a donné. En février, Suzanne n’a pas été sélectionnée pour la finale locale sur scène, et elle m’a proposé de suivre un de ses collègues de CREATIS, Valentin Baron. J’ai alors décidé de filmer la suite de l’aventure avec lui, son sujet de thèse, et son approche du travail m’aillant paru très intéressants. Travaillant sa thèse en partie en entreprise et en partie en laboratoire, Valentin avait choisi de s’entraîner pas seulement à la Ligue d’Improvisation Lyonnaise, ou se tenait la partie théâtrale de la formation, mais aussi devant ses collègues et ses amis. Il voulait faire de sa présentation un outil tout-terrain. Cette façon d’amener son sujet – et le théâtre – partout m’a beaucoup plu.

Chacun de nous deux proposait des idées pour se préparer au mieux à la scène. Au fil des tournages, Valentin en oubliait presque la caméra. Quelques jours avant la finale locale, le Président de la République a annoncé le confinement pour freiner l’épidémie de Coronavirus, annulant du même coup la suite du concours. Valentin et moi avons été obligés de dépasser les enjeux du concours et de réfléchir autrement ce que nous avions vécu. C’est ce que j’ai cherché à faire sentir dans mon essai documentaire de vingt minutes. Le Coronavirus a permis, paradoxalement, d’apprécier à sa juste valeur le travail de Valentin, et de penser la place du scientifique dans la cité. Je pense en effet qu’il revient à chacun de créer sa propre scène. »

… Et se poursuit avec Valentin Baron

« Mon travail de thèse consiste à utiliser des mesures issues d’antennes de microphones pour chercher à décrire des sources acoustiques (des objets bruyants). A partir de plusieurs microphones dont on connait le positionnement, il est possible de retrouver la position d’une source de bruit dans l’espace, par exemple.

Ces techniques dites de traitement d’antenne, je les applique dans deux projets complètement différents. Le premier, en acoustique sous-marine, cherche à prédire l’impact que des machines minières utilisées en grande profondeur causent sur leur environnement. Une fois que je les ai localisées, je calcule leur niveau sonore pour établir des seuils à ne pas dépasser. Le deuxième est quant à lui tourné vers l’acoustique aérienne, et cherche à détecter des drones aux abords de sites sensibles. Après une première étape de localisation d’une source de bruit, une étape d’identification permet de déterminer s’il s’agit d’une menace potentielle (un drone) ou non (un oiseau, par exemple). Une fois cette identification effectuée, des mesures de neutralisation proportionnées à la menace peuvent être mises en œuvre.

Ce travail de thèse appliqué à des domaines variés (l’acoustique sous-marine et aérienne), traduit bien la transversalité de la spécialité que j’ai apprise durant ma formation en école d’ingénieur : le traitement du signal. Cette matière, souvent difficile à définir même au sein des écoles, me passionne grâce aux nombreuses possibilités applicatives qu’elle offre, qui vont des télécommunications à la science des données, en passant par l’imagerie médicale ou encore le multimédia. »

Valentin faisait partie des 14 candidats sélectionnés au concours MT 180 de 2020 dont la finale lyonnaise devait se tenir en mars. Le concours n’a pas eu lieu en raison du confinement imposé par l’épidémie de Covid-19. Non découragé, Valentin Baron s’est représenté pour la finale locale Université de Lyon 2021, qui s’est déroulé en mars (suivie en ligne et en direct par le public) où a remporté le prix des internautes !

Le court métrage Des bruits plein la thèse a été nominé en 2021 au Festival Traces de Vies dans la catégorie Premier Geste Documentaire.

>> A découvrir !

>> La prestation finale de Valentin Baron au concours MT180 de l’Université de Lyon – édition 2021 :

L’équilibre biologique des océans tient pour beaucoup à la qualité de leurs paysages acoustiques. Il est indispensable de pouvoir les préserver au mieux des nuisances sonores produites par les humains, regroupées sous le savant terme d’anthropophonie.

^{15 juin 2020}

Pour évoquer la cacophonie qui règne dans les profondeurs sous-marines, nous recevons Aline Pénitot (documentariste et compositrice) et Fabienne Delfour (éthologue et cétologue).

Car non, les milieux marins ne sont pas un havre de silence. C’est une exploration des paysages sonores dans laquelle nous nous engageons. Des bruits “naturels” qui sont produits par les animaux marins dans leurs vocalises ou bien par le fracas des vagues, mais aussi d’autres types de bruits. Ceux qui ne devraient pas être là, c’est-à-dire un bruit de fond non naturel – terrible et invisible – provoqué par les activités humaines en mer (moteurs, forages et autres sonars …) : regroupés sous le savant terme d’anthropophonie. L’équilibre biologique des océans tient pour beaucoup à la qualité de leurs paysages sonores. Comment s’y prend-on pour capter les sons sous l’eau ? Que nous racontent-ils ? Quelles sont les conséquences de l’anthropophonie sur la faune marine ? Comment la préserver de nos nuisances ?

• Réalisation et technique : Studio Plus Huit
• Animation : Samuel Belaud – Université de Lyon, Pop’Sciences

Pour aller plus loin dans les profondeurs sonores des océans :

• Découvrez les séries d’Aline Pénitot sur la page de la série documentaire de France Culture
• Plongez vous dans la lecture du dernier livre de Fabienne Delfour “Que pensent les dindes de Noël ? Oser se mettre à la place de l’animal”, aux éditions Tana.
• Lisez le dernier numéro de Pop’Sciences Mag “Océan une plongée dans l’invisible”, avec une mention spéciale – en lien avec la thématique de notre podcast – pour l’article de Ludovic Viévard  “À la découverte des paysages sonores marins”.

Ce podcast produit par l’Université de Lyon, donne la possibilité à tous les curieux de sciences de s’informer sur les actualités, de débattre sur les savoirs et d’interagir avec le monde de la recherche. 30 minutes d’une création sonore originale, pour éclairer le monde qui nous entoure et proposer des clés pour construire celui de demain.

Écoutez, vous comprendrez !

Océan

^{Ce photo-reportage est extrait du Pop’Sciences Mag #6 : Océan, une plongée dans l’invisible}

^{Par Ludovic Viévard   |   2 juin 2020}

Placée sous la direction scientifique d’Hervé Glotin, professeur à l’Université de Toulon, la Mission Sphyrna Odyssey 2019 s’inscrit dans une série de campagnes initiées dès 2017. De septembre à décembre 2019, elle a parcouru plus de 2200 km entre Gène et les Baléares à la recherche des cachalots. Leurs clics sont repérés et enregistrés grâce à un dispositif d’écoute passive, ce qui renseigne les chercheurs sur leur comportement, et notamment leur cycle de vie.

©Pauline Cottaz

Le Sphyrna 55 (17 mètres) et le Sphyrna 70 (21 mètres) sont les drones de surface utilisés pour cette mission. Conçus et développés par le bureau d’études navales Sea Proven, ils sont autonomes, silencieux, et embarquent plus d’une tonne de matériel, dont des hydrophones.

©Pauline Cottaz

Marion Poupard et Marina Oger (stagiaire) analysent et écoutent en matériel, dont des hydrophones. temps réel les enregistrements réalisés par les Sphyrnas situés à plusieurs kilomètres du bateau.

© Crédits : Capture d’écran du fi lm « La planète des géants » Ciné Films Europe.

En janvier 2020, une semaine durant, de 1 à 7 cachalots ont été observés face à Toulon et au large de Nice. Des globicéphales ainsi que plusieurs espèces de dauphins ont également été vus et enregistrés.

À partir des sons enregistrés, ici à plus de 3 km, les chercheurs peuvent retracer en 3D la plongée des animaux. Un cycle de plongée dure environ 50 minutes, sur environ 3 km horizontalement et à une profondeur moyenne de 500 m. Mais les cachalots peuvent descendre beaucoup plus profondément, et jusqu’à 1400 mètres.

©Pauline Cottaz

Marion Poupard et Pierrick Rouf (Ingénieur en systèmes embarqués) planifient les prochaines heures de navigation des Sphyrnas en fonction des canyons sous-marins rencontrés. Au premier plan, Hervé Glotin analyse les signaux enregistrés.

©Pauline Cottaz

Sphyrna embarque une carte son appelée Jason fabriquée par la plateforme SMIOT de l’Université de Toulon. Elle permet d’enregistrer 5 voies avec une fréquence d’échantillonnage très élevée (1 million de points par seconde, 5 x 1 mHz). Reliée à cinq hydrophones placés sous la coque, elle permet de trianguler le son pour en localiser l’origine. Les chercheurs savent donc quel animal émet quel clic (1 par seconde environ) et en déduisent la trajectoire de l’animal.

©Pauline Cottaz

Les hydrophones sont des microphones conçus pour enregistrer sous l’eau. D’une très grande précision, ils sont placés sous la coque du Sphyrna et peuvent enregistrer des sons dans un rayon de 5 kilomètres autour du drone.

©Pauline Cottaz

^{Cette série de portraits est issue du dernier Pop’Sciences Mag : Océan. Une plongée dans l’invisible}

^{27 mai 2020}

Qui peut imaginer raconter aux générations futures, qu’à l’aube de notre millénaire nous pouvions encore observer des cachalots en Méditerranée ?

Que lorsque nous étions enfants, les îles Marshall n’étaient pas englouties par l’océan ? Ou que la faune marine n’a pas toujours eu l’habitude de se nourrir de plastique ? Nous n’échapperons à ce macabre récit, qu’en s’appuyant sur les épaules de celles et ceux qui, aujourd’hui, agissent concrètement et quotidiennement pour protéger les écosystèmes marins. Rencontre avec ces sentinelles qui nous offrent des raisons de changer nos comportements et de ne pas tomber dans la mélancolie d’un Océan qui serait déjà perdu.

Le nouveau n° de Pop’Sciences Mag accessible gratuitement dès le 8 juin

Exemplaire papieR (envoi gratuit par la poste)

Version numérique sur le portail Pop’Sciences

Le 8 juin, depuis chez vous, interrogez-vous sur le devenir de l’Océan au travers d’enquêtes, d’échanges et de nombreux témoignages d’experts, scientifiques et passionnés.

En écho à la Journée mondiale des océans, explorez les richesses dissimulées des fonds marins et passez en revue les raisons de croire en leur préservation. Rendez-vous pour un temps de rencontres et conférences, la découverte d’un nouveau podcast et du dernier numéro de Pop’Sciences Mag.

RDV le 8 juin à 17h30. Événement retransmis en direct sur Facebook, YouTube et Pop’Sciences. Dialoguez et posez vos questions directement aux intervenants.

Accédez à la rediffusion

• 17h30 : Pollutions plastiques des océans. L’état d’urgence est déclaré ! Avec Henri Bourgeois Costa, expert en économie circulaire pour la mission de la Fondation Tara Océan sur les pollutions plastiques.
• 18h15 : Préserver la machinerie océanique et sa fonction de régulatrice majeure du climat. Avec Sylvain Pichat, Maitre de conférences en géologie et paléo-océanographie, à l’ENS de Lyon (Laboratoire de Géologie de Lyon) et chercheur invité au Max Plank Institute.
• 19h00 : Sanctuariser 30% des aires marines : un défi géopolitique. Avec Kiara Néri, Maîtresse de conférences en droit international et maritime, à l’Université Jean-Moulin Lyon 3 (Centre de droit international).

Parce que c’est dans l’imperceptible et l’inexploré de l’Océan que se cachent parfois les raisons de croire en sa préservation, Pop’Sciences Mag vous propose aujourd’hui une immersion dans cet univers peu connu. Les enquêtes, interviews et reportages vous feront découvrir des phénomènes chimiques, des sons, une faune, ou encore des microparticules, presque insaisissables. Climat, géopolitique, bioluminescence, acoustique, archéologie : informez-vous sur l’avenir du grand bleu !

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56 pages de découvertes scientifiques à découvrir en ligne:

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L’équilibre biologique des océans tient pour beaucoup à la qualité de leurs paysages acoustiques. Il est indispensable de pouvoir les préserver de nos nuisances sonores (moteurs, forages …) regroupées sous le savant terme d’anthropophonie. Entretien avec Aline Pénitot (documentariste et compositrice) et Fabienne Delfour (éthologue et cétologue).

Disponible dès le 15 juin à 10h sur cette page et sur toutes vos plateformes préférées (YouTube, Apple podcast, Deezer, Spotify).

^Contacts

• ^{Organisation, programmation : samuel.belaud@universite-lyon.fr}
• ^{Communication, partenariats : cecile.rondeau@universite-lyon.fr}

^{Programmation réalisée en collaboration avec la Maison de l’environnement.}

^{Ils soutiennent la réalisation de ce programme}