Brevet FR2961605A1 — publié le 20111223

Balise satellite pour le suivi des baleines La présente invention concerne les balises pour le suivi par satellite des baleines et autres mammifères marins. ETAT DE LA TECHNIQUE Dans l'état actuel de la technique, les scientifiques ont couramment recours io à des balises communiquant avec un satellite pour effectuer le suivi des déplacements d'animaux. Pour les espèces terrestres, cette technologie semble bien maîtrisée, et il est possible de récupérer assez aisément les balises usagées pour en remplacer les batteries, ou pour récupérer les données enregistrées. 15 Il en va tout autrement pour le suivi en milieu marin, comme cela est requis pour le suivi des baleines. Dans ce cadre, on utilise souvent le système Argos qui permet de suivre diverses espèces de mammifères marins en utilisant différents modèles de balises. Les balises mises en place sur les cétacés sont fixées sur le dos de l'animal 20 ou bien implantées de façon sous cutanée. Un problème récurrent dans le domaine des balises de suivi des cétacés a trait à la fixation des balises. Il existe plusieurs types. de systèmes de fixation de la balise sur l'animal. Un premier système consiste à utiliser des ventouses solidaires de la balise, 25 mais ce type de fixation non invasif ne dure que peu de temps (quelques heures au mieux). Selon une autre pratique plus répandue mais plus invasive, le moyen d'ancrage de la balise est constitué par un ou plusieurs gros hameçons ou équivalent. La balise ainsi équipée est lancée vers l'animal à l'aide d'une arbalète ou 2 d'un fusil adapté, et les hameçons se plantent de façon sensiblement perpendiculaire à la peau dans le corps du cétacé. Il en résulte que non seulement ce mode de fixation est invasif et risque de blesser l'animal, mais qu'en outre les balises ainsi fixées ne restent pas en place très longtemps. Elles finissent par s'arracher sous l'effet conjugué de la résistance à l'eau du fait de la vitesse d'avancement de l'animal, et sous l'effet des frottements et des contacts entre animaux. En s'arrachant, la balise emmène avec elle une partie du lard et de la peau sur lequel elle était fixée, laissant un trou dans le dos de l'animal. Ce trou est io susceptible de fragiliser l'animal et de nuire à sa santé. Or pour allonger la période de fixation, les scientifiques ont tenté d'implanter encore plus en profondeur ce type d'hameçon, jusqu'à avoir une prise directement sur une partie du muscle, mais sans parvenir à résoudre les problèmes de nécrose et d'infection des tissus. is Par ailleurs, parmi les balises existantes, certaines sont pourvues d'une collerette qui reste en saillie par rapport au dos de l'animal, et d'où part une antenne rigide ou semi-rigide. Des essais récents en milieu naturel ont prouvé qu'aucune balise de ce type, parmi celles qui sont restées en place pendant un temps suffisant, n'a pu conserver une faculté de communication de plus de deux mois, du fait 20 notamment de la détérioration de l'antenne sous l'effet des frottements avec le milieu. Compte tenu du coût unitaire d'une balise (de l'ordre de deux mille dollars US sans la pose), et du coût de l'équipe chargée de la pose sur l'animal, il s'ensuit que le coût total réel par balise implantée et opérationnelle est de l'ordre de dix mille 25 dollars US, voire plus, ce qui limite fortement le recours à ce genre de balises. 3 BUTS DE L'INVENTION : Un but général de l'invention est par conséquent de proposer une balise pour baleines qui soit à même d'éliminer les inconvénients des balises pour baleines 5 connues dans l'état de la technique. Un but particulier de l'invention est de proposer un système de fixation pour balise pour baleine peu invasif pour le corps de la baleine, et qui à tout le moins ne provoque pas de lésions irréversibles dans la peau et la masse graisseuse de la baleine. io Un autre but de l'invention est de proposer une balise pour baleine qui soit biocompatible avec le corps de l'animal. Un autre but particulier de l'invention est de proposer une balise pour baleine qui permette un accrochage durable, pendant plusieurs mois, années, voire un accrochage définitif dans le corps de la baleine. A cet égard, compte tenu de la 15 durabilité accrue de la balise, un but complémentaire de l'invention est de proposer une solution pour alimenter électriquement de façon continue l'électronique de la balise, afin que la balise soit opérationnelle pendant la longue durée pendant laquelle elle est présente sur l'animal, faute de quoi la durabilité de l'accrochage serait de peu d'intérêt. 20 Un autre but de l'invention est de proposer une balise relativement économique et plus facile à implanter que les balises connues dans l'état de la technique. Ces buts sont atteints grâce à la conception de la nouvelle balise pour cétacé, telle que proposée par la présente invention. 25 PRINCIPE DE L'INVENTION Contrairement aux enseignements de l'état de la technique, la nouvelle balise est conçue avec un mode de fixation très faiblement invasif, avec une forme sensiblement plate, y compris en ce qui concerne la forme de l'antenne. Elle est 4 pourvue d'une arête tranchante pour permettre une implantation non pas perpendiculaire, mais sensiblement parallèle à la surface de la peau de l'animal. En fait, l'invention prévoit que l'intégralité du dispositif de la balise soit insérée sous la peau de l'animal, ce qui représente une nouveauté importante par rapport à l'état de la technique. Ce dispositif ainsi placé en sous-cutané et sensiblement parallèlement à la peau permet de s'affranchir de tout frottement avec l'eau qui s'écoule le long de la peau de la baleine. En outre, de préférence, la balise est conçue aussi bien en termes de io structure que de matériaux, pour être biocompatible avec le corps de l'animal, ce qui permettra à la balise de rester en place pendant un temps long pouvant aller jusqu'à plusieurs années. Cela pose le problème nouveau de l'autonomie des batteries alimentant la balise en courant électrique. A cette fin, l'invention permet de renforcer l'autonomie is de la balise en prévoyant des composants à faible consommation électrique, associés à des piles rechargeables à l'aide de moyens générateurs d'énergie embarqués, basés par exemple sur des variations de pression, de température et de mouvements liées aux déplacements de l'animal. 20 De façon plus détaillée, l'invention a pour objet une balise pour mammifère marin de type cétacé, comportant un ensemble électronique pourvu d'une antenne pour la communication à distance avec un ou plusieurs satellites de localisation, ledit ensemble électronique étant logé dans un boitier de protection, la balise étant caractérisée en ce que ledit boitier de protection a une forme sensiblement plate 25 apte à être insérée sous la peau de l'animal selon une direction sensiblement parallèle à la peau de l'animal. Cela permet de limiter l'invasion du corps étranger constitué par la balise aux couches les plus proches de l'épiderme. Afin de faciliter l'insertion du boitier plat, celui-ci possède au moins une arête tranchante apte à couper la peau de l'animal lors de l'insertion du boitier. Dans un mode de réalisation avantageux, le boitier de la balise à sensiblement la forme triangulaire d'une pointe de flèche, qui lorsqu'elle est tirée ou lancée vers l'animal avec un angle d'incidence faible, viendra se ficher sous la peau de l'animal. s Afin d'éviter une extraction du boitier sous l'effet de la traînée de l'eau, le boitier de la balise comporte un ou plusieurs crochets d'accrochage susceptibles de s'ancrer dans la masse graisseuse de l'animal. De préférence, l'arête tranchante et les crochets d'accrochage sont en matériau biodégradable, ce qui évitera les phénomènes de rejet, de nécrose et io d'infection des tissus. On choisira le kevlar comme un exemple de matériau approprié pour la réalisation du boitier. Dans un mode de réalisation encore plus perfectionné et moins invasif de la balise, le boitier comporte une structure alvéolaire en matériau biocompatible, susceptible de favoriser la repousse des tissus de la baleine dans les alvéoles du 15 boitier. Dans ce cas, les composants électroniques (batterie, antenne, boîtier émetteur) de la balise seront de préférence répartis dans le boitier entre les alvéoles de celui-ci pour faciliter la repousse des tissus dans les alvéoles du boitier. Il sera judicieux de choisir le matériau biodégradable de l'arête et des crochets pour que sa dégradation se fasse avec une constante de temps supérieure 20 au temps de pousse des tissus dans les alvéoles du boitier. Ainsi, les alvéoles du boitier seront comblées par du tissu vivant avant que les crochets de fixation ne disparaissent complètement. Selon un aspect de l'invention, l'ensemble électronique est alimenté par une batterie à longue durée de vie, soit au minimum de un an. 25 De préférence, l'ensemble électronique comporte des moyens de recharge de la batterie, actionnés par les variations de pression subies pendant les déplacements de l'animal. En variante, l'ensemble électronique comporte des moyens de recharge de la batterie, actionnés par les mouvements de balancier de l'animal lors de ses 6 déplacements, ce qui permet de garder les piles chargées à la manière des piles d'un mécanisme de montre mécanique. L'invention concerne en outre un dispositif de lancement d'une balise selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour propulser la balise sensiblement parallèlement à la peau de l'animal, à une vitesse relative suffisante pour entailler la peau de l'animal et permettre l'insertion de la balise sous la peau de l'animal. Jusqu'à présent, les équipes qui plantent des balises de type connu dans le dos des baleines utilisent soit un fusil à air comprimé, soit le plus souvent une lo arbalète. Le fusil a l'avantage d'une précision accrue. Selon l'invention, le mode de propulsion de la balise n'est pas critique, à condition qu'il soit agencé pour que la balise rentre le plus horizontalement possible dans le dos de la baleine, parallèlement à sa peau. Il est également possible de prévoir un dispositif automatique qui se poserait de façon amovible sur le dos de la baleine au moyen d'une perche, et qui 15 pratiquerait localement l'incision de la peau et l'insertion de la balise sous la peau de la baleine parallèlement à celle-ci. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée des dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 illustre un exemple de balise pour baleine, conforme à l'état de 20 la technique ; - la figure 2 illustre en vue en plan un exemple de mode de réalisation d'une balise conforme à la présente invention ; - la figure 3 illustre le mode de réalisation de la figure 2, en vue en perspective ; 25 - la figure 4 représente schématiquement une vue en coupe du dos de la baleine avec une balise insérée selon la position prévue par l'invention. On se réfère à la figure 1. On a dans cette figure une représentation d'une balise 1 pour cétacé, comportant un boitier 2 abritant l'électronique de la balise. Le boitier 2 est surmonté à son extrémité supérieure par une antenne 3 permettant la communication de la balise avec un satellite ARGOS. La partie inférieure du boitier 2 présente deux tiges 4 terminées chacune par s une tête de harpon 5 destinée à venir s'ancrer dans la chair du cétacé. Il est clair qu'avec ce système, lorsque la balise est en place sur l'animal, le boitier 2 et l'antenne 3 sont à l'extérieur du corps de l'animal, ce qui les soumet aux frottements divers et variés, et notamment à la traînée générée par l'écoulement de l'eau. Ces frottements créent des efforts qui s'appliquent sur les têtes de harpon 5 et io tendent à les arracher. Ce facteur, combiné à la nécrose des tissus autour des têtes de harpons, explique que ce type de balise ne reste en place que pendant une durée limitée, de l'ordre de quelques semaines dans les meilleurs des cas. En outre, il est clair que ce type de balise est très invasif et inflige de façon continue et répétée des blessures au corps du cétacé. 15 On se réfère maintenant à la Figure 2 qui représente en vue en plan un nouveau type de balise 10 selon l'invention. La balise 10 se compose d'un boîtier 11 de forme générale plate et de faible épaisseur, de l'ordre de 1 à 2 centimètres. Le boitier 11 incorpore une électronique 12 classique pour ce type de balises, pourvue notamment d'un émetteur de type Argos et d'un composant de localisation 20 notamment de type GPS (« Global Positioning System » en terminologie anglo-saxonne), et une antenne 13. A la différence des balises connues, l'antenne est plate et incorporée elle aussi dans le boîtier 11. Bien entendu, les caractéristiques dimensionnelles précises de l'antenne seront aisément déterminées par l'homme du métier en fonction de la gamme de fréquences de transmission à couvrir. 25 Il est important de noter qu'au moins un côté du boitier, typiquement l'avant 14 de celui-ci, est pourvu d'une arête 15 effilée et tranchante, dont la fonction sera de couper une entaille dans la peau de l'animal pour permettre l'insertion de l'ensemble du boitier 11 sous la peau du cétacé. De façon avantageuse, le boitier 11 présente une forme légèrement 30 trapézoïdale, avec une partie avant 14 plus large que la partie arrière, ce qui fait que 8 l'entaille réalisée par la partie tranchante avant sera plus large que la partie arrière et en facilitera la pénétration sous la peau de l'animal. De façon avantageuse, le boitier est muni d'un ou de plusieurs crochets 16, qu'on distingue davantage sur la figure 3 montrant la balise en vue en perspective. Ces crochets 16, par exemple réalisés sous forme d'ailettes inclinées vers l'arrière du boitier 11, se prennent dans la chair de l'animal et empêchent que le boitier puisse reculer et être éjecté hors de l'entaille réalisée dans la peau de l'animal. lo La forme plane du boitier 11 contribue au fait que celui-ci, lorsqu'il est propulsé par un dispositif de lancement approprié et dans une direction à faible angle d'incidence par rapport à la peau de l'animal, vienne se loger sous la peau, de façon sensiblement parallèle à la peau, à la manière d'une lame de couteau. Afin de minimiser encore davantage le caractère invasif de la balise selon 15 l'invention, il est prévu de choisir, pour les crochets 16 et pour l'arête tranchante 15, un matériau biocompatible, voire biodégradable. De la même manière, le corps du boitier 11 sera de préférence réalisé en un matériau biocompatible, comme par exemple le kevlar. La disparition progressive des crochets 16 et de l'arête tranchante 15 pourra 20 être compensée par des alvéoles (non représentées) aménagées dans le corps du boitier 11, autour des composants électroniques et de l'antenne, et susceptibles de recevoir des tissus de croissance ou de cicatrisation de l'animal. A cette fin, les composants électroniques (batterie, antenne, boitier émetteur) seront répartis dans le boitier entre les alvéoles de celui-ci pour faciliter la repousse des tissus dans les 25 alvéoles du boitier. Il sera même possible de choisir les matériaux des crochets 16, de l'arête 15, et du boitier 11 de telle manière que le temps nécessaire à la dégradation des crochets et de l'arête soit légèrement supérieur au temps moyen de cicatrisation, de sorte que la balise soit toujours bien maintenue en place, soit par les crochets, soit 30 par les tissus pris dans les alvéoles du boitier. 9 On a représenté en Figure 4 en vue en coupe, le dos 20 de l'animal, sous la peau duquel une balise 10 selon l'invention a été implantée. Comme on le voit, la balise est intégralement située sous la peau. De ce fait, elle est protégée contre les frottements, en particulier contre le frottement dû à l'écoulement de l'eau. En définitive, l'ancrage de la balise sous la peau de l'animal sera naturel, et permanent. Afin de faire face à une durée d'utilisation de la balise bien plus longue que pour les balises connues, il est prévu que l'ensemble électronique est alimenté par une batterie à longue durée de vie, soit une durée de vie supérieure à un an. io En outre, l'ensemble électronique 12 comporte des moyens de recharge de la batterie. Dans un premier mode de réalisation de ces moyens de recharge, ils sont actionnés par les variations de pression subies pendant les déplacements de l'animal, ce qui consiste à transformer, de façon connue en soi, des variations de pression en 15 efforts, puis en électricité, par exemple par effet piézoélectrique. Dans un autre mode de réalisation de ces moyens de recharge, ils sont agencés pour être actionnés mécaniquement par les mouvements de balancier de l'animal lors de ses déplacements, à la manière d'un mouvement de montre mécanique. 20 L'invention concerne également un dispositif de lancement d'une balise selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour propulser la balise parallèlement à la peau de l'animal, à une vitesse relative suffisante pour entailler la peau de l'animal et permettre l'insertion de la balise sous la peau de l'animal. 25 AVANTAGES DE L'INVENTION: Les avantages de l'invention se situent à au moins 3 niveaux : d'un point de vue technique, d'un point de vue éthique et d'un point de vue scientifique. D'un point 30 de vue technique, la balise selon l'invention tire avantage des nouvelles technologies 2961605 io pour d'une part miniaturiser la balise et d'autre part augmenter significativement l'autonomie, via le recours à des systèmes exploitant les différences de pression, de température et les mouvements de l'animal. s D'un point de vue éthique, la balise selon l'invention permet de ne plus utiliser des balises hautement invasives, générant des trous cylindriques de plus de 20 cm de profondeur dans le dos de la baleine et entrainant des risques pour la santé de l'animal, notamment par l'apparition d'infections. D'un point de vue scientifique, le recours à des balises de type Argos est le io seul moyen à l'heure actuelle de renseigner sur les routes migratoires des grandes baleines, de contribuer à leur recensement et d'informer sur l'indice de résidence de ces animaux. A ce titre, la possibilité de suivre des baleines grâce à des balises de très longue durée de vie est un apport nouveau et crucial. Enfin, d'un point de vue économique, les nouvelles balises, en restant en is place et en assurant un fonctionnement sur longue période, permettent de réduire de façon très important le coût unitaire par balise opérationnelle. REVENDICATIONS1. Balise (10) pour mammifère marin de type cétacé, comportant un s ensemble électronique (12) pourvu d'une antenne (13) pour la communication à distance avec au moins un satellite de localisation, ledit ensemble électronique (12) étant logé dans un boitier de protection (11), caractérisé en ce que ledit boitier de protection a une forme sensiblement plate apte à être insérée sous la peau de l'animal selon une direction sensiblement parallèle à la peau de l'animal. io 2. Balise (10) selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit boitier de protection (11) possède une arête tranchante (15) apte à couper la peau de l'animal lors de l'insertion du boitier. 3. Balise (10) selon la revendication 2, caractérisée en ce que ledit boitier de protection (11) comporte un ou plusieurs crochets d'accrochage (16) susceptibles de 15 s'ancrer dans la masse graisseuse de l'animal. 4. Balise (10) selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'arête tranchante (15) et les crochets d'accrochage (16) sont en matériau biodégradable. 5. Balise (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le boitier de protection (11) comporte une structure alvéolaire 20 en matériau biocompatible, susceptible de favoriser la repousse des tissus de la baleine dans les alvéoles du boitier. 6. Balise (10) selon la revendication 6, caractérisée en ce que le matériau de l'arête (15) et des crochets (16) est biodégradable avec une constante de temps supérieure au temps de pousse des tissus dans les alvéoles du boitier. 25 7. Balise (10) selon la revendication 6, caractérisée en ce que ledit matériau biocompatible est le kevlar. 8. Balise (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce que les composants électroniques sont répartis dans le boitier entre les alvéoles de celui-ci pour faciliter la repousse des tissus dans les alvéoles du boitier de protection (11).12 9. Balise (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ensemble électronique est alimenté par une batterie à longue durée de vie, supérieure à un an. 10. Balise (10) selon la revendication 9, caractérisée en ce que (l'ensemble 5 électronique (12) comporte des moyens de recharge de la batterie, actionnés par les variations de pression subies pendant les déplacements de l'animal. 11. Balise (10) selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'ensemble électronique (12) comporte des moyens de recharge de la batterie, actionnés par les mouvements de balancier de l'animal lors de ses déplacements. 10 12. Dispositif de lancement d'une balise selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens pour propulser la balise (10) parallèlement à la peau de l'animal, à une vitesse relative suffisante pour entailler la peau de l'animal et permettre l'insertion de la balise sous la peau de l'animal. 15