Livres

• Chauvaud, S., Chauvaud, L., & Jolivet, A. (2018). Impacts des sons anthropiques sur la faune marine. Editions Quae. (D. Mathias : Auteur des chapitres 2, 6 et 7) En savoir plus

Articles scientifiques

• Retailleau, E., Chauvaud, A., Richard, G., Mathias, D., Chauvaud, L., Reynaud, S., … & Chauvaud, S. (2022). The nocturnal life of the great scallops (Pecten maximus, L.): first description of their natural daily valve opening cycle [soumis pour publication].
• Olivier, F., Gigot, M., Mathias, D., Bonnel, B., Jezequel, Y., Meziane, T. & Chauvaud, L. (2022). Assessing the impacts of anthropogenic sounds on early stages of benthic invertebrates: the ‘Larvosonic system’. Limnology and Oceanography: Methods [en cours de révision].
• Blackwell, S. B., Nations, C. S., McDonald, T. L., Thode, A. M., Mathias, D., Kim, K. H., … & Macrander, A. M. (2015). Effects of airgun sounds on bowhead whale calling rates: evidence for two behavioral thresholds. PloS one, 10(6), e0125720.
• Thode, A. M., Wild, L., Mathias, D., Straley, J., & Lunsford, C. (2014). A comparison of acoustic and visual metrics of sperm whale longline depredation. The Journal of the Acoustical Society of America, 135(5), 3086-3100.
• Mathias, D., Gervaise, C., & Di Iorio, L. (2013). Wind dependence of shallow water ambient noise in a biologically rich temperate coastal area. The Journal of the Acoustical Society of America, 134(5), 4179-4179.

Conférences

Workshop SERENADE 2022 (Surveillance, Etude et Reconnaissance de l’Environnement mariN par Acoustique DiscrètE) :

Prédiction de la pollution sonore dans les fjords en Arctique : importance de la propagation acoustique tri-dimensionnelle – G. Richard (SOMME)

Avec la fonte des glaces en Arctique, de nouvelles routes maritimes sont en train de s’ouvrir. L’activité anthropique dans ces zones va s’intensifier, entrainant une augmentation des sons anthropiques. Les écosystèmes arctiques étant jusqu’à présent largement préservés de cette pollution sonore, il est important de pouvoir prédire quelles seront les zones d’impacts anthropiques. Pour cela, l’utilisation de modèles de propagation acoustique permet de réaliser des études prédictives et de simuler différents scénarios d’impacts potentiels sur la faune locale. Cependant une bonne modélisation de la propagation est cruciale, d’autant plus dans des zones présentant une géographie complexe et une bathymétrie abrupte, telles que les fjords. En effet, les études d’impacts acoustiques potentiels utilisent majoritairement des modèles de propagation acoustique spatiale simplifiés en plusieurs plans (Nx2D) au lieu d’utiliser des modèles de propagation 3D complet pourtant plus adaptés aux fjords. L’objectif de cette étude est de comparer les empreintes acoustiques du bruit de navires dans un fjord au Svalbard obtenus par un modèle traditionnel (Nx2D) et un modèle 3D complet. Nos résultats montrent une différence significative entre les deux modèles pour l’évaluation des impacts acoustiques à l’échelle du fjord. En effet, le modèle de propagation Nx2D sous- estime les aires impactées par les sons anthropiques, ce qui peut avoir des conséquences majeures dans des plans de gestion de l’espace maritime.

Mesures de bruit des activités de construction du parc éolien en mer de Saint Brieuc : sources sonores et effets potentiels sur la faune marine – D. Mathias (SOMME)

Le développement récent de l’éolien en mer sur les côtes françaises génère une activité accrue en termes de trafic maritime et de travaux en mer, et par conséquent une augmentation du bruit ambiant. Il apparaît donc indispensable de caractériser les sons émis par les différentes activités liées à ces constructions en mer : bruit des travaux (ensouillage, forage, battage de pieux, …) et des navires associés. Les effets potentiels sur la faune marine peuvent ensuite être étudiés à partir de simulations acoustiques et d’expérimentations in- situ ciblées sur des espèces à enjeu. Des bouées de mesures acoustiques équipées d’un enregistreur acoustique (Fs = 156 kHz) et d’un hydrophone large-bande (Colmar GP1516) ont été déployées à 400 m du navire (Aeolus) réalisant les travaux de forage des fondations des éoliennes et du poste en mer du parc éolien en mer de Saint Brieuc. Ces bouées ont permis de réaliser un suivi continu du bruit émis en 2021 et 2022 par les activités de forage sur différents types de substrats. Les résultats montrent que les niveaux sonores émis sont fortement corrélés à l’utilisation des systèmes hydrauliques, avec un SPLrms médian estimé à la source compris entre 177 dB et 189 dB re 1μPa. Le statut des têtes de forage (vitesse de rotation, profondeur, …) ne modifie pas le spectre et les niveaux sonores mesurés. Le bruit généré par les manœuvres d’installation de l’Aeolus se caractérise par une forte composante basse fréquence (100Hz -1 kHz), typique des bruits de navire, avec des niveaux sonores associés plus élevés que le bruit de forage dans cette bande de fréquence. L’augmentation des niveaux reçus associée aux systèmes hydrauliques et sonars seront présentés. Les implications en termes d’empreinte acoustique du projet et le suivi comportemental de coquilles Saint-Jacques à proximité des travaux de forage seront également abordées.

Premier aperçu de la réponse des coquilles Saint Jacques (Pecten maximus) aux activités de forage réalisées dans le cadre de la construction d’un parc éolien offshore – E. Retailleau (SOMME)

D’importantes lacunes subsistent concernant les réactions des invertébrés aux sons et vibrations générés par la construction des parcs éoliens offshore. Avec le développement récent de tels projets à proximité de gisements de coquilles Saint Jacques (Pecten maximus) en France, une attention particulière a été accordée à cette espèce d’importance économique. Dans ce contexte, nous avons suivi l’activité de 30 coquilles lors d’opérations de forage associées à la construction du parc de Saint Brieuc. Équipées de valvomètres (capteurs à effet Hall), les coquilles ont été déployées à trois distances du point de forage (300, 600, et 3000m) pendant trois semaines, couvrant l’arrivée du navire et les opérations de forage. Deux bouées de mesure acoustique ont également été déployées (400 et 3000m) afin d’évaluer l’exposition des coquilles au bruit de forage. Les données d’ouverture valvaire acquises, ont permis de mettre en évidence un cycle circadien associé à une activité nocturne (plus ouvertes la nuit que le jour) pour la majorité des individus (82%). Les individus suivis ont maintenu ce cycle tout au long de la période de forage, quelle que soit la distance au point de forage. Aucune différence n’a été observée en termes d’ouverture moyenne. Une augmentation du nombre de mouvements de grande amplitude a cependant été identifiéepour les coquilles situées à 300m du navire de forage lors de son installation. Bien que l’interprétation de cette observation soit délicate, cet effet semble limité dans le temps et l’espace. D’un point de vue technique, cette étude démontre la pertinence de l’utilisation de valvomètres autonomes pour étudier les effets d’activités offshore sur les bivalves en conditions réelles. D’autres études impliquant des mesures supplémentaires (sismique, mouvement particulaire, etc.) sont nécessaires pour mieux comprendre l’effet de ces activités sur cette espèce.

Signal Processing and Valvometry: from instrumentation to description of a biological state – J. Mars (Gipsa-Lab), S. Reynaud (Gipsa-Lab), A. Chauvaud (SOMME), E. Retailleau (SOMME), S. Chauvaud (SOMME) & L. Chauvaud (SOMME)

In order to obtain descriptors of the ocean state this internship focused on characterizing king scallops, Pecten maximus, behaviour. This works presents the development of tools to analyse automatically accelerometry and valvometry signals acquired from new sensors fixed on scallops. These tools are developed on data acquired during a two weeks experiment aiming at studying scallops in a stable environment. First the conditions of this experiment are presented. A calibration process to obtain valve distance signal (millimeter) from the original valvometry data (millivolt) is explained and validated. Cycle analysis using Power Spectral Density is preformed in order to see if light variations have an in influence on scallops behaviour. To describe the behaviour more precisely a movement detection algorithm based on the scalogram of the valve distance signal is developed. Then the movements are analysed. Jumps are identified thanks to a k-means clustering on specific features of the movements. All this information is used to compute behaviour descriptors. These descriptors are of two types : number of movements descriptors and base opening descriptors. Further development should focus on the combination of valvometry distance and accelerometry signals and on movement classification.

Brevets

• Détermination de l’évolution d’un environnement sous-marin par analyse acoustique. Titulaires : SUEZ Eau France et SOMME (2019).

Vulgarisation

• Nos activités et le projet SONAR mêlant art et sciences présentées dans KALEIDOSCOPE, l’émission d’actualité culturelle de radio Neptune. Fruit de recherches sonores et sous-marines menées avec le LIA BeBest, en collaboration avec La Carène, Francois Joncour a sorti l’album “Sonar Tapes” en novembre 2021. Écouter l’émission
• Nos activités de recherche au Spitzberg présentées dans le reportage France TV “Les conquérants des pôles” réalisé par Emmanuelle Sudre (2P2L). Voir le reportage