catus⁴⁸, le Dauphin bleu blanc, ou l'Orque⁶³ qui sont en bonne partie observables en surface. En revanche, les stratégies de chasse des teutophages tels que les cachalots restent à découvrir car elles sont effectives dans les abysses. Notre mission est la première au monde à en découvrir plusieurs détails.

La zone où s'est déroulée une telle Alliance à plusieurs reprises durant SOM, 12 miles naui-tiques de Monaco et Antibes, est certainement d'un intérêt particulier pour ces teutophages. Les drônes ALV y dérivaient plus lentement. Cela suggère que le courant surface est plus faible dans cette zone que dans les alentours. C'est peut-être une raison pour laquelle les cachalots seraient plus actifs en chasse en Alliance dans cette zone. En effet, ils pourraient conserver plus facilement leur cohésion de groupe, à moindre effort sur de longues périodes, car dans un courant plus faible. De plus leurs proies y auraient une vitesse moindre, favorisant leur détection, identification et leur capture. Ainsi nous proposons de corréler a priori les zones de chasse en groupe avec les zones à faible courant. Ce sont a priori nous pensons des zones dangereuses en terme de risque de collision avec le trafic maritime, car les animaux pourraient y consacrer une grande partie de leur attention auditive pour assurer leurs contacts inter-individus, et le rythme de leurs rotations surface / abysse. Cette stratégie de groupe est certainement un bénéfice pour le groupe, mais peut être une contrainte rajoutée à l'évitemment éventuel du trafic maritime, ce qui pourrait augmenter le risque de collision.
11

Éthoacoustique et formes de quinze sondes
de cachalots
Les dynamiques de groupe et de chasse des *Pm* sont à ce jour très mal connues. Les données obtenues par la mission Sphyrna, grâce à leur grande précision et à leurs conditions exceptionnelles d'enregistrement nous apportent de nouvelles informations sur ces comportements. Elles nous permettent de nous interroger sur le nombre de proies capturées par plongée, sur l'efficacité de l'orientation des *Pm* par écholocation, sur leur mode d'attaque (abordent-ils préférentiellement leurs proies par dessus ou par dessous ?).

## 11.1 REPRÉSENTATION TEMPS-FRÉQUENCE DE CLICS PAR PISTE

<figure><img src="image_99.png" /><figcaption>**Figure 11.1:** Exemple de série de clics d'un seul animal, celui de la piste 1, montrant différentes formes spectrales. Attention, les clics sont centrés dans chaque chaque fenêtre de 20 milli-secondes, et des artefacts avec une compostante pleine bande peuvent apparaître entre ces fenêtres, ne pas les confondre avec les clics qui sont aux temps (ms): 11, 32, 53, 75, 95, 117, 138, 159, 181, 203.</figcaption></figure>

On montre Fig. 11.1 les formes d'ondes et spectrogrammes de dix clics extraits de la piste 1, par morceaux coupés de 20 milli-secondes chacun et cumulés dans une même piste son. Ces formes sont en cours d'analyse par deep learning (cf. méthodes Chap. 8) en fonction de l'angle d'émission à l'hydrophone, et de la distance entre les animaux, pour élucider la présence ou
non de communication inter-individus.

Nous répétons ce processus pour les 15 pistes suivies au cours de l'enregistrement, 10 clics par piste, représentés sous la forme de spectrogrammes (temps en abscisse, fréquence en ordonnée) Fig. 11.2.

Nous pouvons y voir des similarités intra-pistes, et des différences inter-pistes, du fait de l'orientation de l'animal, sa distance à l'antenne, mais également sa taille qui signe par Intervalle inter pulse sa taille. Des analyses plus fines permettront d'associer les pistes, car nous pensons qu'il y a entre 5 et 7 individus en tout qui plongent 2 ou 3 fois chacun.

<figure><img src="image_100.png" /><figcaption>Figure 11.2: Spectrogrammes de 10 clics pour chacune des 15 pistes.</figcaption></figure>
Afin d'étudier les trajectoires, ainsi que le comportement des teutophages, nous avons étudié
le lien entre la vitesse moyenne des *Pm*, leur profondeur de nage, les intervalles inter-clic
(ICI), ainsi que leur vitesse ascensionnelle. Nous avons également analysé le temps passé à
chaque profondeur, afin de mettre en évidence les profondeurs de chasse privilégiées. Ces
mesures nous ont permis d'individualiser les différentes phases de chasse au cours de la
plongée, et d'étudier les corrélations entre l'intervalle inter-clic, la profondeur, les vitesses
(normales et ascensionnelles) et la tortuosité.

Les différentes vitesses étudiées ici ainsi que la tortuosité ont été calculées suivant les méthodes présentées sections 10.1 et 10.2. L'intervalle inter-clic, lui, correspond à l'intervalle de temps entre deux clics consécutifs. Il est déterminé très simplement en calculant la différence entre les temps associés à 2 détections consécutives d'un même individu.

Notons que pour des raisons de représentation, lorsque nous parlons de tortuosité et
d'intervalle interclic dans l'étude, il s'agit de log(Tortuosité) et log(ICI).
11.3 VITESSE ET INTERVALLE INTER-CLICS (ICI)

<figure><img src="image_101.png" /><figcaption>Figure 11.3: Représentation pour chaque piste de la vitesse instantanée du cachalot (V. inst) en fonction de l'intervalle inter-clic (ICI).</figcaption></figure>

A l'exception de la trajectoire 15, peu représentative à cause de sa trop courte durée d'enregistrement, nous observons une corrélation inverse entre la vitesse instantanée du cachalot et l'ICI. Pour les vitesses instantanées les plus élevées (entre 10 et 20 km/h), l'ICI est
faible. En revanche, lorsque les vitesses diminuent (en dessous de 10 km/h), l'ICI augmente.

La tendance (kernels des pistes et de groupe) est visible figure 11.3.

Cette anti-corrélation est logique et cohérente avec les informations dont nous disposons
sur les émissions des cachalots. En effet les vitesses élevées de déplacement, sans doute carac-
téristiques des comportements de chasse, nécessitent une bonne précision temporelle dans la
perception de l'environnement, d'où un ICI faible.

Lorsque les cachalots se déplacent plus lentement, la granularité temporelle de leur
perception n'a plus besoin d'être aussi fine, d'où l'augmentation de l'ICI.
<figure><img src="image_102.png" /><figcaption>Figure 11.4: Vz(ici)</figcaption></figure>

Nous notons une symétrie générale sur les kernels représentant la vitesse ascensionnelle en fonction de l'ICI (Fig. 11.4, ce qui suggère des captures autant en montées qu'en descentes.
Le kernel de groupe (en bleu) montre en effet des déplacements symétriques sur l'axe vertical,
à ICI faibles et donc lors de chasses potentielles.

## 11.5 VARIATION DE LA VITESSE PLANAIRE EN FONCTION DE LA PROFONDEUR

<figure><img src="image_103.png" /><figcaption>Figure 11.5: Vxmoy(Prof)</figcaption></figure>

En ce qui concerne la vitesse instantanée dans le plan Vx (Easting) et Vy (Northing), on observe une densité de probabilité maximale pour des vitesses allant de 2,5 à 20km/h associées
à des profondeurs en moyenne autour de -600m. On a cependant une certaine variabilité entre les différentes pistes, avec certaines pistes présentant des densités de probabilité à deux maxima, le deuxième se trouvant autour de -200m mais aussi parfois de -800m.

Le patron est globalement le même à l'échelle du groupe.

<figure><img src="image_104.png" /><figcaption>Figure 11.6: Vymoy(Prof)</figcaption></figure>
Les vitesses moyennes sont majoritairement entre 2.5 et 15 km/h. Les densités de probabilité sont homogènes, mais il semble se dégager 2 maxima correspondant à 5 et 10km/h. Ces vitesses correspondent à des profondeurs très peu dispersées. Celles-ci, en fonction des pistes, varient entre -1400 m et -200 m, mais sont majoritairement regroupées entre -700 et -200 m. Pour la profondeur, ce patron ressemble à celui de la vitesse instantanée.

Pour le groupe, la distribution est trimodale, avec un maximum de densité de probabilité autour de -500 m et deux autres : un plus faible à -800 m et un beaucoup plus faible à -200 m.

Pour ce qui est de la vitesse ascensionnelle instantanée, on a dans une majorité des pistes, une vitesse densité de probabilité très resserrée autour d'une vitesse ascensionnelle nulle, et pour des profondeurs entre -600 m et -400 m. Dans quelques cas, la densité de probabilité est plus étalée le long des vitesses, et peut aussi présenter deux autres maxima à des profondeurs autour de -800m et -200m.

A l'échelle du groupe, on retrouve le même patron qu'à l'échelle individuelle pour la vitesse ascensionnelle instantanée, à ceci près que trois (voir quatre) maxima de densité de probabilité sont visibles, pour des valeurs de vitesse centrées sur o et des profondeurs respectivement à -800, (-600), -500 et -200 m.

La vitesse ascensionnelle moyenne a une densité de probabilité globalement plus étalée au niveau des vitesses dans les différentes pistes, bien que toujours centrée sur une vitesse nulle. On trouve aussi plus de pistes présentant deux voir trois maxima, à des profondeurs allant cette fois de -800 m à -400 m.
La densité de probabilité au niveau du groupe pour la vitesse ascensionnelle moyenne montre le même patron que pour la vitesse ascensionnelle instantanée.

## 11.6 CONCLUSION

Pour ce qui est de la vitesse ascensionnelle instantanée, on a dans une majorité des pistes, une vitesse densité de probabilité très resserrée autour d'une vitesse ascensionnelle nulle, et pour des profondeurs entre -600 m et -400 m. Dans quelques cas, la densité de probabilité est plus étalée le long des vitesses, et peut aussi présenter deux autres maxima à des profondeurs autour de -800m et -200m.

A l'échelle du groupe, on retrouve le même patron qu'à l'échelle individuelle pour la vitesse ascensionnelle instantanée, à ceci près que trois (voir quatre) maxima de densité de probabilité sont visibles, pour des valeurs de vitesse centrées sur 0 et des profondeurs respectivement à -800, (-600), -500 et -200 m.

La vitesse ascensionnelle moyenne a une densité de probabilité globalement plus étalée au niveau des vitesses dans les différentes pistes, bien que toujours centrée sur une vitesse nulle. On trouve aussi plus de pistes présentant deux voir trois maxima, à des profondeurs allant cette fois de -800 m à -400 m.

La densité de probabilité au niveau du groupe pour la vitesse ascensionnelle moyenne montre le même patron que pour la vitesse ascensionnelle instantanée.

On observe des densités de probabilité maximales pour des vitesses de 5 et -5 km/h dans le plan (X,Y), et à des profondeurs autour de -500 et -700m. Pour certaines pistes, plusieurs maximas de densité sont visibles, vers -800 m et -400 m respectivement. L'étalement de
la densité de probabilité selon la vitesse le long de l'axe X montre une répartition plutôt symétrique. Il n'y aurait donc pas de préférence dans l'approche à une proie.

La profondeur privilégiée par les *Pm* se situe entre -500 et -250 m. Cependant quelques pistes sont entre -750 et -500 m voir -1000 et -750 m. Le temps passé à chaque profondeur est cohérent avec les estimations de densité du log(ICI) en fonction de la profondeur (i.e. les profondeurs à fortes densités sont bien celles où les *Pm* passent le plus de temps).

A l'échelle du groupe, les *Pm* passent la majorité de leur temps entre -250 m et -500 m, ce qui est également cohérent avec les densités de probabilité estimées relatives à la profondeur.
12

Discussion et Conclusion
12.1 RÉSULTAT MAJEUR: ALLIANCE DE TEUTOPHAGES ET CORRÉLATIONS AU MILIEU

Le résultat majeur de la Mission Sphyrna-Odyssey change l'état de l'art sur le plus grand des
teutophage, le cachalot. Pour la première fois au monde, nous mesurons les comportements
naturels, coordonnés, synchrones, de plusieurs individus dans plus de 1 km de colonne d'eau.
Cette observation au large de Monaco démontre un nouveau pan de l'intelligence collabora-
tive de cette espèce. L'originalité de nos résultats a été confirmée par plusieurs experts, dont
Pr. G. Pavan du CIBRA à l'université de Pavia, expert bioacoustique sous-marine pour AC-
COBAMS et l'OTAN.

Plusieurs maquettes et vidéos représentent nos calculs, et sont disponibles en ligne sur nos
sites de recherche Sphyrna telles que listées en ANNEXES. Ce sont des cartes interactives ou
des vues 3D et 2D ou mixtes, avec figuration des cônes d'émission des biosonar.

Ce matériel inédit sera proposé à des muséums au niveau international pour une bonne
diffusion. Il est mis à jour suivant les avancées de nos calculs.

Dans chacune de ces animations, une piste est un cachalot qui se déplace. Chaque piste
disparaît après 30 minutes environ car l'animal remonte sans cliquer à la surface respirer
10 à 15min toutes les 40 à 50min. Ces pistes montrent que les animaux se déplacent
en ALLIANCE. Ils chassent proches les uns des autres, en imitant, coordonnant leurs
trajectoires, comme on peut l'observer en surface pour d'autres odontocètes. Quelques-uns
plongent parfois très profondément, pour une capture après détection d'une proie à -1700m.
Ce sont des plongées plus rares dans cette session (2), sans doute accessibles aux plus gros
individus du groupe du fait des contraintes thermiques et de la durée de plongée. Par ces
mesures inédites, nous étudions l'intelligence du plus grand prédateur de la planète, comme
aucune caméra ou Tag ne peut l'observer.

12.2 MODÈLE ET INFLUENCE DE FRONT OCÉANIQUE SUR LES CACHALOTS

Des travaux récents<sup>13,10</sup> montrent que les tourbillons océaniques et les structures associées (fronts, filaments) ont une forte influence sur les activités de prédation des grands prédateurs du fait de l'amélioration de la productivité marine, en zooplancton et communautés de poissons, calmars.

Nous synthétisons dans cette partie les résultats des déplacements des cachalots des chapitres précédents, avec un modèle 3D de température et de courant établi pour cette mission par Y. Ourmières chercheur du domaine au MIO CNRS Univ. Toulon. Ce savoir faire en modèle de courant est issu du couplage entre les RADAR HF du MIO UTLN, placés entre Sycié et l'est du Levant, avec un modèle numérique haute définition de courant en 3D<sup>17,46,66</sup>. Nous illustrons ce couplage Fig.12.1: le dispositif des radars HF permet aux modèles d'être affinés et validés.

Ce modèle a été exécuté dans la zone de détection des cachalots avec les paramètres connus du 14 janvier 2020. Il en ressort une densité importante de relevés pour ce 14 janvier 2020, résumés en Fig.12.2, avec les mesures de température de l'ESA, et étudiés plus finement dans la suite de la section.
<figure><img src="image_105.png" /></figure>

**Figure 12.1:** Illustration de l'apport des mesures radar HF du courant surface (vitesse radiale m/s) (Gauche) dans la construction, validation du modèle générique de courant GLAZUR (Droite, synchrone avec le radar à Gauche) (d'après ⁴⁶).
<figure><img src="image_106.png" /><figcaption>**Figure 12.2:** Résumé des résultats mettant en évidence de la fibration du courant dans la zone de chasse ce 14 janvier 2020 (A,B), et gradient de température mesuré par l'ESA (C), et la position des cachalots (D,E).</figcaption></figure>

L'instabilité du courant forme des zones frontales⁶⁴. Ce phénomène est représenté Fig.12.3. L'instabilité déclenche des circulations secondaires dans un plan presque vertical. Cette instabilité est déclenchée par l'effet d'un vent, même modéré, qui déstabilise la couche de surface au niveau du front. L'effet visible sur la température, la salinité et toutes les variables est que la zone frontale est soumise à une forte convergence vers le bas (plusieurs mètres par jour) compensée par des remontées d'eau dans la partie légère du flux, et souvent par une autre remontée d'eau au bord dense du front.
<figure><img src="image_107.png" /></figure>

**Figure 12.3:** Illustration générique de l'instabilité du courant Ligure déclenchée par l'effet d'un vent, même modéré, qui déstabilise la couche de surface au niveau du front (zone SC en Bas à Gauche). L'effet visible sur la température, la salinité et toutes les variables est que la zone frontale est soumise à une forte convergence vers le bas (plusieurs mètres par jour) compensée par des remontées d'eau dans la partie légère du flux, et souvent par une autre remontée d'eau au bord dense du front (zone SC) (d'après ⁶⁴).

## 12.3 ANALYSE FINE DES PARAMÈTRES DU MILIEU ET DE L'ACTIVITÉ DES CACHALOTS

### 12.3.1 EFFET DU COURANT SUR L'ACTIVITÉ DES CACHALOTS

La mer de Ligure est notamment connue pour ses différentes zones d'instabilité qui peuvent entraîner la formation de tourbillons (upwellings). Le courant Ligure devient plus fort et plus proche de la côte en hiver, se rétrécit (environ 25km de large), et s'approfondit (environ 450m de profondeur). Tandis qu'en été, il s'affaiblit, s'étend plus au large en augmentant sa largeur d'environ 40km, et s'amincit (environ 250m de profondeur).
Concernant le courant, nous avons calculés plusieurs cartes, suivant l'axe Ouest-Est (current WE), et l'axe Sud-Nord (current NS). La vitesse verticale est très faible et ne sera pas représentée ici. La norme totale du courant est donnée dans la carte 'current norm'. Ces cartes sont accessibles en ligne à:

http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/3D/current_WE

http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/3D/current_NS

http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/3D/current_norm

Les curseurs des cartes permettent de voir le courant sur toute la colonne d'eau selon la
longitude et la latitude ou alors selon la profondeur. Nous en donnons Fig.12.4 et 12.5
des représentations sous différents angles. On observe qu'en surface le courant est maximal
à 0,65m/s. Plus on descend dans la colonne d'eau, plus la norme de la vitesse du courant
diminue jusqu'à s'annuler. La vitesse du courant chute très rapidement là où se trouvent les
cétacés. A partir d'environ 200m de profondeur, la norme du courant passe à 0,2m/s et à
600m de profondeur est nulle.
<figure><img src="image_108.png" /><figcaption>**Figure 12.4:** Représentation de la norme du courant le 14 janvier 2020 vu de surface (Haut), et à -400m (Bas). En surface la norme de la vitesse est maximale à 0,65m/s. On voit que les cachalots plongent dans ce front océanique entre les eaux à faible versus fort courant.</figcaption></figure>
<figure><img src="image_109.png" /><figcaption>**Figure 12.5:** Représentation de la norme du courant sous deux coupes verticales le 14 janvier 2020. On voit que les cachalots plongent dans ce front océanique entre les eaux de faible versus fort courant, interface propice à la remontée des proies du fait du brassage des nutriments.</figcaption></figure>
12.3.2 EFFET DE LA TEMPÉRATURE ET SALINITÉ SUR L'ACTIVITÉ DES CACHALOTS

Nos calculs génèrent conjointement au courant les estimations de température et salinité en
3D. Le même type de cartes a donc été produit pour ce rapport et sont accessibles en ligne à:

http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/3D/temp

Ce modèle indique qu’en surface, conformément au relevé de l’ESA, la température de l’eau est de 15,3°C. Elle diminue progressivement pour atteindre 13,8°C à environ 300m de profondeur. Entre 300 et 500m de profondeur, la température de l’eau remonte est stable à 13,9°C. Puis elle diminue jusqu’à 12,9°C au niveau du fond. La Fig. 12.6 montre ce gradient de température.
<figure><img src="image_110.png" /><figcaption>**Figure 12.6:** Gradient 3D de la température le 14 janvier 2020, calculé par notre modèle, en surface (Haut), et en coupe verticale dans la zone de chasse des cachalots (Bas).</figcaption></figure>
La densité des pistes des cachalots est plus forte dans cet intervalle de 300m à 500m comme le présente la Fig. 12.8.

La carte de salinité issue de notre modèle est disponible ici:
http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/3D/salt

Elle indique que la salinité évolue entre 38,0 et 38,7 PSU sur toute la colonne d'eau. En surface, la salinité est de 38 PSU puis diminue jusqu'à atteindre 38,5 PSU à environ 300m de profondeur. Elle se stabilise entre 300 et 500m de profondeur à 38,7 PSU, son maximum. Pour finir la salinité diminue à nouveau et atteint 38,5 PSU au fond, cf Fig. 12.7.

A noter que nos mesures sur le terrain confirment le profil de salinité: l'eau est plus salée au large qu'à la côte. A partir de 800m de profondeur, la salinité est stable sur toute la zone.

Au final, le pic de salinité et le plateau de température sont corrélés avec le pic de densité d'activité de chasse des cachalots, cf Fig. 12.8.
<figure><img src="image_111.png" /><figcaption>**Figure 12.7:** La salinité calculée par notre modèle le 14 janvier 2020, est plus forte au large (haut), et maximale entre -300m et -500m à 38,7PSU (bas).</figcaption></figure>
<figure><img src="image_112.png" /></figure>

**Figure 12.8:** Croisement entre: (Haut) la répartition dans la colonne d'eau des clics des cachalots (=nombre de clics suivant la profondeur), (Milieu) le profil de température (suivant le modèle), et (Bas) la salinité (suivant le modèle). Le pic d'activité bioacoustique des cachalots est à -400m, au centre du plateau de température à 13.9°C qui est entre -300m et -500m. Un second pic de présence des cachalots est à -500m et le pic de salinité est aussi à -500m.
12.4 HYPOTHÈSES SUR LE COMPORTEMENT DES CACHALOTS DANS LE FRONT OCÉANIQUE

Les proies principales des cachalots, les céphalopodes présents dans les profondeurs en mer Méditerranée ³², expliquent conjointement au courant et profil de température ces comportements enregistrés durant des heures dans ce volume au sud de Monaco. Les cachalots se trouvent dans une zone où la bathymétrie semble avoir un impact sur les différents paramètres physico-chimiques et sur le courant de cette période. La présence de Canyons et hauts fonds influence les masses d'eau et les modifie.

Cette zone comportait le 14 janvier 2020 un front océanique, elle devait donc être riche en nutriments, et donc en proies, ce qui facilitait leur chasse. On observe une bulle de courant où la vitesse est pratiquement nulle au fond et augmente jusqu'à -600m de profondeur à l'endroit où plongent la majorité des cachalots. Cette zone présente un courant relativement faible, ce qui est propice à des déplacements coordonnés peu énergivores.

D'autre part, ils sondent dans une eau brassée au dessus d'une bulle de courant plus faible et plus froide. Leurs proies peuvent se retrouver à cette interface à -500m du fait des upwellings et downwellings aux abords du courant qui provoque la remontée d'eau froide profonde riche en nutriments.

Les cachalots en chasse collaborative ce 14 janvier 2020 évoluent dans une petite largeur d'eau chargée en proies et à faible courant en profondeur. Ainsi 75% de leurs activités acoustiques durant les 2h de notre suivi 3D sont concentrées dans un parallélépipède rectangle de 4km de côté d'Est en Ouest, 2.5km dans l'axe Nord Sud, et 400m de hauteur (de-250m à -650m) (soit un volume de 7.2km³.) Nous pouvons penser que leurs déplacements et obser-
vations sont facilités dans ce volume, comme semblent le montrer les densités de probabilité des vitesses dans le plan horizontal (cf chapitre précédent). Ils pourraient sans trop d'effort orienter conjointement leur sonar vers leurs cibles.

On propose alors cette analogie: tels des rapaces, ces cachalots sont en 'vol' statique, observent, détectent leurs proies, depuis leur position d'observation bien contrôlée, sans gêne d'un effet Doppler qui serait produit par leur propre déplacement trop véloce. Le mouvement de la proie génèrerait un effet Doppler plus significatif, riche d'information sur sa vitesse propre et en partie sur sa direction. Les cachalots peuvent aussi dans cette zone calme maintenir leur position relativement à leurs collaborateurs de chasse, et donc construire une perception collaborative multistatique, une sorte de 'super-sonar'. Ensuite chacun capture la proie la plus proche de lui.

Notre étude est la première sur la manière dont les cachalots exploitent en 3D un front océanique. Ils en utiliseraient les structures physiques pour optimiser leurs approches aux proies. Des approfondissements sont en cours pour l'analyse de ces déplacements notamment en essayant de mesurer leurs effets Doppler comme le propose notre brevet⁴³. Ces recherches sont essentielles pour mieux comprendre leur répartition en mer, et les prédire en fonction des courants et bathymétrie donc, et alors prévenir les risques de collision avec le trafic maritime.

## 12.5 AUTRE RÉSULTAT MAJEUR: EFFET EN MER DU CONFINEMENT COVID19

Un autre résultat majeur de la Mission Sphyrna-Odyssey est la comparaison des niveaux acoustiques sous-marins usuels et durant le confinement dû au COVID19, entre Monaco et Canet-en-Roussillon. C'est une photographie d'un paysage acoustique d'un autre âge,
d'au moins une génération en arrière, qu'il était impossible d'enregistrer. Ce corpus acquis
face à 600 km de côte figée, vierge de toute activité portuaire et de plaisance, sous ce ciel
sans avion, est exceptionnel. Ce paysage durant le confinement comptait 9 dB de moins
en basse fréquence (premiers octaves relatifs au trafic maritime) comparé à la période
pré-confinement. Ceci correspond à 10 fois moins de puissance acoustique ! Il en ressort
des communications plus lointaines entre les animaux : 2 à 6 fois plus longues pour les
rorquals suivant une propagation sphérique ou cylindrique de ces sons. Cela augmente
considérablement la probabilité de contact acoustique des cétacés. D'autre part cela génère
certainement un plus grand taux de réussite de chasse par biosonar pour les odontocètes. Ce
paysage est aussi moins pollué chimiquement : il contient 50% d'hydrocarbures dissous en
moins.

Plus globalement, l'analyse des trajets des cétacés va nous renseigner sur leurs trajectoires en surface, et permettra de donner des statistiques aux autorités utiles à la gestion des risques de collision des cétacés avec le trafic maritime.

Nous avons réalisé dans cette mission des premières mondiales. Nous les devons tant à
l'audace et courage de notre équipe interdisciplinaire, qu'à nos financeurs. Beaucoup d'autres
calculs sont en cours sur la masse de données enregistrées durant cette mission, notamment
sur d'autres groupes de cachalots rencontrés, et aussi des Tursiops et des Globicéphales.

12.6 PERSPECTIVES

Outre d'autres mises en évidence de chasses de cachalots qui sont en calcul, et des détections
probables de Ziphus, et couplage avec ADNe, les deux perspectives ci-dessous seront dévelop-
pées dans le rapport suivant.

12.6.1 PERSPECTIVE EN ANALYSE DIALECTALE DE GLOBICÉPHALES

Le globicéphale, *Globicephala melas* est social, sa capacité à entretenir des liens sociaux avec son groupe repose essentiellement sur ses signaux sonores. Les fonctions de ses clics et ses vocalisations sont multiples et l'existence d'une signature acoustique, permettant d'identifier un individu ses sons permettrait de faciliter les communications au sein d'un groupe d'une dizaine d'individus. Une recherche est en cours sur les enregistrements Sphyrna au LIS pour établir si une telle signature acoustique existe chez le globicéphale. Cette recherche nécessite la définition numérique de haute qualité ainsi que la spatialisation des enregistrements afin de ne pas perdre des informations acoustiques mais aussi de localiser les individus, qualité qu'offre les enregistrements de SOM. Un enregistrement de plusieurs individus de cette es- pèce a été effectué la nuit du 7 décembre 2019 dans le Golfe du Lion avec les deux drones Sphyrna. Cet enregistrement de 6h30 cumulées sur les 2 hydrophones, entre 1h30 et 5h30 du matin, est à 384 kHz Fe sur 2 x 5 hydrophones avec les 2 drones équipés de JASON SMIoT 5 voies.

Cette étude en cours tire le plus d'informations possibles de la forme d'onde, de la structure
mais aussi de la réflexion des clics d'un groupe de globicéphales. La méthode utilisée consiste
à séparer des clics produits très proches les uns des autres et de déterminer leur source (individu). Cela permet d'évaluer si l'individu est statique ou non et si la forme d'onde du clic est
une signature individuelle de l'animal. Ces calculs considérables, sont en cours, potentiellement sur le super ordinateur Français Jean-Zay sur lequel nous avons obtenu l'accès pour les
traitements de SOM.
12.6.2 PERSPECTIVE DES MESURES SPHYRNA COUPLÉES À LA FIBRE OPTIQUE MEUST

Un des points forts de cette mission est la mesure jointe du bruit de fond naturel des Sphyrnas et la fibre optique de l'observatoire MEUST. Cette fibre optique originale, gérée par l'UMR GeoAzur dans le cadre du projet NumerEnv auquel participe Dyni, remonte sur 40km des abysses de Pelagos vers Toulon (cf Fig. 12.9).

<figure><img src="image_113.png" /><figcaption>**Figure 12.9:** La fibre optique du protocole MEUST : les drones y ont été placés de part et d'autre en dérive durant des heures pour en contrôler les mesures basse fréquence. La fréquence d'échantillonnage de la fibre est de l'ordre de 100 Hz.</figcaption></figure>

Les Sphyrnas ont dérivé durant le confinement plus de 6h de part et d'autre de cette fibre. En même temps cette fibre a mesuré des sons basse fréquence (Fe = 100 Hz), incluant notamment d'éventuelles vocalises de Roqual(s) propagées sur une longue distance. Les mesures de la fibre optique sont en cours de comparaison avec celles des antennes acoustiques des Sphyrnas. Cette fibre optique, fixée par -2500m, au Sud de la Presqu'île de Giens, a déjà mis en évidence des microséismes. Un intérêt, dans ce silence relatif, est de tester la sensibilité de cette mesure optique aux émissions bioacoustiques. Nous testerons notamment si le déplacement de mysticètes détectable par les Sphyrnas est mesurable par cette fibre. Ces estimations seront comparées aux localisations de sources calculées via les antennes pentaphoniques des
deux Sphyrnas qui seront placés en dérive de part et d'autre de la fibre. Si ces mesures sont validées, cette fibre a un grand potentiel pour l'observation de la biodiversité, et d'autres applications sont envisageables. On démontre ainsi l'intérêt des observatoires mobiles Sphyrnas pour des contres mesures d'instruments ayant même plusieurs km de long.

<figure><img src="image_114.png" /></figure>

©PAULINE COTTAZ
13

Annexes
## 13.1 VISUALISATIONS INTERACTIVES DES CHASSES EN 3D

Ces annexes contiennent les représentations des chasses collaboratives, issues de nos calculs sans retouche. Elles sont disponibles en ligne sur nos sites de recherche Sphyrna :

Carte globale : http://philippe.cosentino.free.fr/vamos/sphyrna-odyssey

Vues 3D et 2D ou mixtes, avec figuration des cones d'émission des biosonar :

http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/3D/SO_Glotin_Thellier_etal_Mercier_PhyseterAlliance_Monaco_20200114 accelx2.mp4, (4.3G)

http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/3D/SO_Glotin_Thellier_etal_Mercier_PhyseterAlliance_Monaco_20200114 accelx2_skyview.mp4, (3.6G)

http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/3D/SO_Glotin_Thellier_etal_PhyseterAlliance_Monaco_20200114_3DtracksX_Y_Z.mp4, (383M)

## 13.2 DONNÉES ENVIRONNEMENTALES ET DÉTECTIONS

Ces annexes contiennent les données chlorophylle A, Température surface de toute la mission, et autres données chimiques, et enfin les tables dB par octaves pour ACCOBAMS tels que définis dans le chapitre acoustique, en format CSV comme requis, incluant les détections obtenues à ce jour des espèces cibles :
http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/data/S020192020_ChloroA.mp4, (60M)

http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/data/S020192020_TempSurf.mp4, (145M)

http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/data/S020192020_chem_other.csv, (5.9K)

http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/data/S020192020_db_hourmedian_annot_r1.csv, (58K)

## 13.3 CARTES 3D INTERACTIVES DE COURANT, SALINITÉ ET TEMPÉRATURE

http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/3D/current_WE

http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/3D/current_NS

http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/3D/current_norm

http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/3D/temp

http://sabiod.univ-tln.fr/pub/SPHYRNA/3D/salt
References

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