RAPPORT DE STAGE
Septembre / Novembre 1997
Sous la direction de
Mr Amiel
Université Montpellier II
Formation au D.U. Technicien Specialise en Aquaculture
Station Méditerranéen d'Environnement Littoral
CREUFOP - SETE
Parc Astérix :
Delphinarium
Julien Marchal
Introduction
J'ai voulu dans ce rapport
faire quelque chose de différent.
En effet, lorsque j'avais
vu que tous les rapports se ressemblaient, j'ai décidé
de partager mon intérêt à l'acoustique
et le sonar (écholocation) du dauphin.
Mon travail de cet été
était l'écoute et l'enregistrement des orques
(Orcinus orca) en Colombie Britannique (Canada), cela
m'a motivé à comprendre comment les dauphins
pouvaient émettre des sons et créer l'écholocation.
Evidemment, je suis obligé
de parler de la « vie au delphinarium (partie
I) et du « dauphin souffleur » (Tursiops
truncatus : partie II) car le travail en tant que
stagiaire doit être partagé à l'extérieur
du Parc Astérix.
C'est dans la dernière
partie (partie III) que mes connaissances sont exploitées.
Le sonar ou l'écholocation
montre une véritable adaptation à la vie
marine depuis des millions d'années, le dauphin
a su parfaitement l'adapter pour connaître son environnement
et chasser sa proie.
Il fallait mettre tout ça
au clair.
Maintenant, à vous
de juger.
_____
A - LA VIE AU DELPHINARIUM
1. Généralités
sur le personnel
Nous avons dans le
delphinarium du Parc Astérix deux groupes différents :
· le premier groupe
est composé de soigneurs-dresseurs : huit
personnes en saison et quatre ou cinq en hors saison
· le deuxième
groupe est l'hydraulique : composé de quatre
personnes toute l'année
2. Description du delphinarium
La superficie totale des bassins (bassin principal, bassin
hôpital et bassin quarantaine) est de 1 044,5 m2
pour un volume d'eau de 3 400 000 litres d'eau.
La quantité de sel
pour obtenir une salinité équivalente à
celle du milieu marin est de 100 tonnes. La longueur du
bassin extérieur est de 45 mètres pour une
largeur de 17, 5 mètres.
Sa profondeur est de 4,5
mètres aux endroits les plus profonds et de 2,5
mètres aux endroits les plus étroits.
La température de l'eau est de 12 °C minimum
en hiver et de 26 °C en été.
L'épaisseur des vitres
subquatiques est de 3 centimètres d'épaisseur
et posent un réel problème pour les dauphins.
En effet, le piétinement
dans la coursive, les cris des enfants, les mains qui
grincent sur les vitres ou les chocs métalliques
créent un stress aux dauphins (d'après le
« rapport d'évaluation des niveaux acoustiques
sonores et ultrasonores dans le bassin des dauphins »
au Parc Astérix de Mme et Mr Dziedzic).
Un projet pour l'année
prochaine est d?ajouter un vitrage supplémentaire
(avril 1998).
En hors saison (octobre-avril)
les dauphins ne sont pas dérangés.
La capacité des gradins
est de 2 000 personnes mas on peut les remplir jusqu'à
3 000 personnes le week-end.
La fréquence du spectacle
est de l'ordre de 85% des entrées. Donc, sur le
plan économique et financier, le delphinarium est
indispensable pour le Parc Astérix.
3. La qualité d'eau
L'eau de mer est constituée
de différents produits chimiques et de sel ajouté
à l'eau douce qui est constamment filtrée.
Schéma du filtre.
Arrivé à la
sortie du filtre, on va rajouter les produits suivants :
· NaCl ou Chlorure de Sodium
· AlSO4 ou Sulfate d?Alumine, comme floculant et
baisser le pH
· NaOh ou Soude pour augmenter le pH
· Hcl ou Acide Chlorhydrique, pour réguler
le pH
· NaOCl ou Hypochlorite de Sodium
· CuSO4 ou Sulfate de Cuivre comme algicide, contre
l'augmentation des algues en grosse quantité
· le Sel s'introduit directement dans le bassin
4. Le contrôle de
l'eau
Tous les jours, les deux
équipes calculent et analysent la température,
le chlore libre, le chlore total et le chlore combiné
(chlore combiné = chlore total / chlore libre)
et le pH.
Tous ces relevés sont
indispensables pour le bien être des animaux car
une différence relevée peut causer la mort.
Les paramètres minimum
et maximum à ne pas dépasser sont indiqués
ici :
|
Chlore Libre |
Chlore combiné |
Chlore total |
Max |
1.5 |
1.0 |
2.5 |
Min. |
0.5 |
- |
0.5 |
Intervention Immédiate : |
2.0 |
2.0 |
4.0 |
|
Ph |
Sel |
Température |
Max. |
8,2 |
35 g-L |
25°C |
Min. |
7,5 |
25 g-L |
12°C |
Int. Immé. |
- |
- |
12°C |
5. Hygiène
Les règles d'hygiène
sont très strictes dans les locaux du delphinarium.
Du matin jusqu'au soir, tout
est soigneusement lavé avec des produits efficaces
contre les bactéries ; comme par exemple le
chlore pure.
Mais il ne faut pas oublier
que le chlore fait partie de la famille des « Organochlorés (PCB,
DDT,?) », c'est à dire la première
menace polluante dans le monde rejetée par les
industries et affectant les cétacés.
Son utilisation en une année
dans le delphinarium est énorme.
6. Alimentation et Vitamine
Les dauphins du Parc Astérix
mangent du poisson décongelé (Capelans,
Harengs, Maquereaux et quelques fois Céphalopodes)
avec trois et neuf kilogrammes par jour selon le dauphin.
Etant donnée que la
décongélation fait perdre les vitamines
indispensables à la santé des dauphins,
on enrichit généralement le premier poisson
de la journée en comprimés.
On nourrit les dauphins quatre
fois par jour ou plus selon les spectacles en pleine saison.
7. Analyse Sanguine
Les prises de sang sont effectuées
dans le « bassin hôpital »
où l'on vide celui-ci de son eau.
La poussée d'Archimède
provoque une pression de leur cage thoracique et occasionne
la mort rapidement si les secours n'arrivent pas à
temps pour les repousser à la mer.
C'est pour cela que les prises
de sang, tous les deux mois environ, doivent être
efficaces et rapides.
Lors de cette opération,
les dauphins sont stressés physiquement et mentalement.
Les dresseurs sont obligés de tenir fermement la
caudale pour introduire la seringue.
De plus en plus, on demande
aux dauphins de montrer la caudale pour ne pas être
obligé de les isoler dans le « bassin
hôpital ». Mais cela demande du temps
et de la patience.
8. Les dauphins du Parc
Astérix
¨AMAYA : c'est la
femelle dominante du groupe. Elle ne possède aucune
trace sur le corps et seule sa nageoire pectorale droite
possède une morsure. Elle a mis au monde deux femelles :
ATHENA et AYA. Son âge est d'environ de treize ans
et elle est arrivée au Parc le 18/06/1988 en provenance
de Cuba. Elle est de couleur très claire par rapport
aux autres dauphins, mis à part ses deux filles.
¨ ATHENA : elle
est née le 28/07/1993. Elle possède quelques
marques sur le « melon » et sur
la partie dorsale de la queue. Elle ressemble beaucoup
à sa mère et la confusion est possible.
Sa couleur est claire et sa nageoire caudale est sans
morsure.
¨ AYA : elle est
née le 04/07/1996 de parents AMAYA et PICHI. Sa
taille est encore très petite et ne possède
aucune trace sur le corps. Hélas, au cours du mois
de novembre, AYA s?est blessé le rostre en voulant
forcer une grille pour s'échapper et fut traumatisée.
A partir de six mois environ elle a commencé à
manger du poisson en plus de son lait maternel. Elle est
très joueuse et ne participe pas encore au spectacle.
¨ PITCHI : il est
arrivé au parc le 18/06/1988 de Cuba et âgé
d'environ quatorze ans. C'est le mâle dominé
par l'ensemble du groupe. Il est balafré sur tout
le corps et sa caudale est coupée de partout. C'est
peut-être la raison qui pousse à avoir un
contact joyeux et tendre avec les dresseurs. Il est adoré
par toute l'équipe et même les stagiaires.
¨ BEAUTY : elle
est arrivée au Parc le 13/11/1994 en provenance
d' »Holiday Parc » en Allemagne.
Les conditions de vie en Allemagne étaient désastreuses
et la présence de champignons cutanés autour
de son évent en est un exemple. BEAUTY perdit un
petit à la naissance le 28 juin 1996. Elle a le
corps très longiligne. Son âge n'a jamais
été su mais ils pensent qu'elle aurait vingt
sept ans.
¨ CINDY : elle était
avec BEAUTY dans le même bassin en Allemagne avant
de venir ici. CINDY possède aussi des « champignons
» dans l'évent et semble souvent mal à
l'aise. Elle est tout le temps avec un cerceau noir qu'elle
ne quitte jamais sauf lorsqu'on le lui enlève ou
pendant les spectacles. Elle reste souvent seule en émettant
un son caractéristique de son évent ;
c'est triste de l'entendre dans ces moments là.
CINDY perdit un petit après cinq jours d'existence
le 20 juillet 1996.
9. Dressage
Lors du dressage, le spectateur
voit :
® PICHI, AMAYA et AYA
à sa gauche de la grande plage
® CINDY et BEAUTY au
centre
® GUAMA et ATHENA à
sa droite
Le groupe garde la même
place lors des spectacles et les deux mâles, PICHI
et GUAMA, doivent être éloignés le
plus possible.
Le dressage est au nombre
de deux par jour, le matin et l'après-midi. Les
deux repas « gratuits » sont placés
avant le premier dressage et en fin de journée.
Sur le document ci-joint
(document a.), nous avons le « Bilan d'Apprentissage »
correspondant à GUAMA. Tous les dauphins du bassin
ne font pas la même chose.
Ce « Bilan d'Apprentissage »
a été rédigé par Véronique
Fournier et Laetitia Kein en 1997.
B) TURSIOPS TRUNCATUS
1. Cétacés
Primitifs et Leurs Evolutions
Tout commence pendant le « tertiaire »
( de 65 à 2 millions d'années) où
l'on découvre les mers occupées de poissons
et de céphalopodes.
Puis, de plus en plus, les
mammifères terrestres découvrent cette richesse
marine; parmi eux, les « Mésonychidés » :
ce sont des animaux à quatre pattes, recouverts
de poils et chassant leur nourriture dans l'élément
aquatique pour faire face aux prédateurs terrestres
qui ne laissent aucun répit.
La silhouette du « Mésonyx »
est proche de celle du chien et s'adapte au milieu marin.
Le document ci-joint (document b) montre un animal long
de deux à trois mètres, queue comprise,
il y a 52 millions d'années.
Squelette d'Anbulocetus Natans
(52 millions d'années)
Dès 55 millions d'années, la morphologie
des « Archéocètes »,
ancêtres des cétacés, se modifie très
rapidement dans la vie marine. Par exemple, « l'Ambulocetus »,
loutre géante, mesure jusqu'à trois mètres
et pèse environ 300 kilos (le document b est une
ressemblance). Certains d'entre eux occupent les mers.
Puis arrivent les « Dorudatidés »,
genre « d'Archéocètes »
évolués avec une taille d'environ cinq mètres
et aérodynamique. Hélas, la disparition
des « Archéocètes »
(dut à l'Antarctique qui s'écarte de l'Amérique
du sud) crée un tournant dans l'évolution
des Cétacés ; le dernier a disparu
il y a 30 millions d'années.
Voilà qu'arrive les
« Agorophiidés », ancêtres
des cétacés à dents, les Odoncètes.
Leurs morphologies ressemblent beaucoup aux dauphins d'aujourd'hui.
Ils possèdent dès à présent
l'ECHOLOCATION. Les derniers sont morts il y a 2 millions
d'années.
La disparition des « Agorophiidés »
laisse place aux « Squalodontidés »,
dont le « squalodon » possède
un évent qui se place au sommet du crâne
et devient un prédateur redoutable. Il disparaît
il y a 6 millions d'années avec leurs cousins,
les « Kentriodontidés ».
Il y a 25 millions d'années qu'apparaît une
période de l'ère de tous les cétacés :
le « Miocène ». Ainsi,
la branche des « Phocoénidés »
(marsouins) et les « Monodontidés »
(béluga et narval). Les dauphins se structurent,
s'organisent, se développent pour un langage très
spécialisé et inédit.
Mais il existe toujours
un doute sur l'évolution des Cétacés.
En particulier, les Paléontologues ne sont pas
d?accord sur les origines des « Physétéroides »
(cachalots), les « Platanistoides »
(dauphins de rivière) ou les « Ziphioides »
(baleine à bec). Les nouvelles découvertes
donneront des réponses au « chaînon
manquant ».
2. Généralités
sur le « Tursiops truncatus »
a. Description
Le «Tursiops truncatus »
vient - du latin : « tursio »
= marsouin
- du grec : « ops » = visage
et « truncatus » = coupé
Il est plus connu sous le
nom de « Grand Dauphin » ou «
Grand souffleur », mais étant donné
les différents noms donnés à
ce dauphin, les scientifiques ont pris le système
« binominale » datant du 17ème
siècle par « Linné ».
Classe : mammifères
Ordre : cétacés
Sous-ordre : odontocètes (cétacés
à dents)
Super-famille : delphinoides
Famille : delphinidés
Sous-famille : delphinidés
Genre : tursiops
Espèce : truncatus
Au total, on trouve 10 familles
et 68 espèces dans le Sous-ordre des Odontocètes.
Le « Grand Dauphin » est répandu
dans toutes les mers tempérées et tropicales
et selon l'habitat, sa taille varie entre deux et
quatre mètres, pour un poids de 150 à 600
kg environ. Ses dents font jusqu'à un centimètre
de diamètre et sont au nombre de 36 à
54 sur chaque mâchoire. Les nageoires pectorales
sont triangulaires (de longueurs moyennes, sombres, minces
et d'extrémités pointues). Son aileron est
situé au milieu du corps. Sa nageoire caudale possède
une encoche médiane. Le Tursiops est de couleur
gris foncé sur le dos (moins foncé selon
les espèces) pour devenir de plus en plus clair
et blanc sur le ventre.
b. Habitat
Vivant dans les eaux tropicales et tempérées,
on le rencontre surtout près des zones côtières.
Chaque population de « dauphins souffleurs »
porte un intérêt quelconque aux déplacements
des poissons et en général, il va arriver
près des côtes au printemps et rester l'été
pour repartir en Automne.
c. Population
Il semble qu'aujourd'hui la population du «Grand
Dauphin » soit menacée. Les pièges
des « filets dérivants »
ou « mur de la mort » et de surexploitation
de la pêche sont des menaces qui pèsent sur
les dauphins. Les usines polluantes qui rejettent sans
cesse leurs organochlorés (PCB, DDT, chlore,
) dans la mer est une véritable catastrophe écologique
à long terme.
De même, dut à son « sourire »
naturel et joyeux et son attitude aimée de l'homme,
il est un animal rentable pour les delphinariums du monde
entier. Leurs augmentations en « semi-captivité »
semblent aujourd'hui croissantes.
d. Alimentation
Le tursiops ne semble pas difficile sur le choix des proies.
Du fait de son système d'écholocation (thème
du rapport), il est capable de tout pêcher ;
même un poisson benthique caché dans le sable !
Il peut manger des céphalopodes et toutes sortes
de crustacés.
Le « Grand Dauphin » ne boit pas
car il s'hydrate de l'eau contenue dans les poissons.
e. Organisation Sociale
et Reproduction
Le Tursiops est un animal qui vit avec deux ou cent individus.
Il est social et solitaire et peut choisir de vivre et
mourir dans la même famille ; exemple d'un
tel comportement : l'Orque (Orcinus orca).
La mère est aidée par une « marraine »
lors de l'accouchement pour pousser le nouveau-né
à prendre sa première bouffée d'oxygène
à la surface. Leur organisation sociale est en
pleine évolution dans leur milieu naturel, visuel
et acoustique (voir C) I)1.c) « étude
comportementale du dauphin grâce à l'acoustique »,
car les études étaient surtout axées
sur la captivité.
La maturité sexuelle est atteinte entre dix et
douze ans chez les mâles et de neuf à dix
ans chez les femelles.
La mère met au monde un delphineau après
une gestation de douze mois, il mesure environ un mètre.
La lactation dure de douze à huit mois et il consomme
du poisson à partir de six mois. La reproduction
est tous les deux à trois ans et la durée
de vie est de trente à trente cinq ans (la moitié
d'un Orque femelle qui peut vivre jusqu'à 80 ans !).
f. Reconnaître
ce dauphin dans son milieu naturel
Le tursiops possède un crâne imposant, séparé
du rostre (bec du dauphin) par un profond sillon frontal,
caractéristique de ce dauphin. La difficulté
c'est qu'il peut-être parfois en présence
d'autres individus hybrides. Mais la rencontre avec d'autres
espèces reste assez rare.
Toutes les informations supplémentaires sur la
morphologie du dauphin et son comportement se trouve dans
le document suivant (document c), d'après Mark
Cawardine : « Baleines, Dauphins et Marsouins »
aux éditions Bordas (1995).
g. Dauphins Ambassadeurs
Il arrive que les dauphins restent dans les baies restreintes
ou des endroits localisés et cherchent le contact
avec l'homme. Des exemples sont nombreux dans le monde
entier. Mais l'explication reste un mystère. Deux
hypothèses sont à discuter :
Ø la première
hypothèse repose sur un rejet du groupe et le dauphin
seul cherche un nouvel ami, l'homme.
Ø la deuxième
hypothèse serait la suivante : lors de la
Guerre Froide, de nombreux pays ont utilisé des
dauphins comme « arme de guerre »
(on parle de l'U.S Navy, mais la France est aussi visée
et le garde « Secret Défense »)
puis évadés ou rejetés par l'homme,
ils ne retrouvent plus leur communauté d'origine.
Pour ma part, je voterais
pour la deuxième hypothèse.
h. Physiologie
Chez les dauphins, les « sens »
olfactifs et gustatifs sont peu développés.
Sa vue est utilisée surtout hors de l'eau, pendant
les sauts ou lors du « spy-hopping »,
c'est à dire regarder autour de soi en sortant
la tête de l'eau. Les orques le font régulièrement.
Par contre les autres dauphins le font rarement en liberté
mais plutôt en captivité.
Sa respiration est lente et les dauphins emploient leurs
poumons plus efficacement que nous. Ils résistent
mieux aux taux élevés de CO2 dans la circulation
sanguine lors des apnées. Ils se laissent glisser
en évitant de faire trop de mouvement pour ne pas
dépenser trop d 'énergie et garder
l'oxygène lors de la remontée. Son nombre
d'alvéole pulmonaire est supérieure à
l'homme : 150 millions pour ce dernier et 450 millions
pour le dauphin. De plus il a une augmentation du taux
d'hémoglobine, pigment fixateur des globules rouges.
Sa peau est dépourvue de poil et parfaitement hydrodynamique.
En effet, lorsque le dauphin se déplace, il crée
des turbulences causées par les molécules
d'eau. Mais le derme, situé sous l'épiderme,
est constitué d?orifices qui vont apporter de fines
ondulations et détruire ses turbulences. De plus,
les cellules de l'épiderme sont un parfait lubrifiant
et relâchant de minuscules gouttes d'huile.
C. LE SONAR ET SON ECHOLOCATION
C’est en 1938 que les premiers travaux
commencèrent à propos du SONAR sur des chauves-souris
qui émettent des sons aigus ou ultrasons. Dix ans
plus tard environ, des pêcheurs voulaient attraper
des dauphins pour les aquariums marins. Les filets tendus
à 300 mètres dans leurs directions devenaient
inutiles car les dauphins changeaient systématiquement
de direction. Hors de portée de leurs cris, les
hommes découvrirent le sonar du dauphin.
Les dauphins peuvent « voir avec
ses oreilles » grâce à l’écholocation
et dès l’âge d’un mois. De plus, cette écholocation
très développée, permet aux dauphins
de détecter des obstacles variés sur leur
nature et leur forme géométrique. Il utilise
alors, des ultrasons ou « clics » en continu
pour connaître son environnement et tous les animaux
marins. Ces « clics », émis en fréquence
variés sont renvoyés par l’ECHO de l’obstacle
et analysés par un procédé unique.
Le schéma du document suivant
(document d. de Gérard Soury, dans son livre «
Dauphins en Liberté (Editions Nathan, 1997) donne
un aperçu du système d’écholocation
élaboré par les dauphins : ses « clics
», « l’écho » et les réponses
obtenues.
Mon plan est alors tracé : en
première partie les « sons » et les
« clics », puis « l’écho »
reçu et enfin en dernière partie, les réponses
obtenues grâce à l’écholocation.
1) Les Sons, Clics et Fréquences du dauphin :
1. Les Sons :
La propagation du son dans l’eau provient
d’une série de compressions et de dépressions
des molécules d’eau.
Plus le milieu est dense et plus la distance
et le temps est court entre une molécule et l’autre,
plus il y a propagation du son. De même, le milieu
et la température de l’eau influence sur la vitesse
du son. (Explication par les schémas du «
document e », tirés de l’Encyclopédie
Cousteau, Messages invisibles (Editions Robert Laffont,
1976), Le Monde des Océans.
a. L’homme et le dauphin :
Il faut tout d’abord savoir qu’il règne
en permanence un bruit de fond dans la mer et que le
son se déplace cinq fois plus vite que dans l’air.
Chez l’homme, le son capté par
les deux tympans avec un décalage entre eux de
1/2 000 par seconde, va être transmis au cerveau.
Il pourra ainsi déterminer la source d’émission
et décider sa réaction. Mais dans l’eau
tout est différent. Les conduits auditifs et nos
tympans se remplissent d’eau, et nos oreilles internes
ne sont pas isolés des os crâniens. Nous
sommes incapables de savoir d’où arrive les sons.
Le décalage est de 1/1 000 par seconde et non plus
de 1/2 000. Pourtant dans la mer, le son se propage très
vite. En milieu atmosphérique, le corps de l’homme
réfléchi le son mais dans l’eau il absorbe
et transmet directement le son aux os du crâne.
Pour le dauphin, c’est différent.
Ses organes auditifs internes sont isolés des os
du crâne. Ils sont logés dans une bulle tympanique,
elle – même isolée par un coussin de mousse
graisseuse saturé de micro – bulle d’air. Ce coussin
d’air empêche la propagation des sons du crâne
mas les « réfléchis » pour les
oreilles soient isolés l’une de l’autre. Ce décalage
est indispensable pour savoir ou se situe le son. Seulement
voilà, la perception tympanique maximale des odontocètes
est environ de 20 000 Hz (l’homme se situe entre 2 et
20 000 Hz), mais nous avons découvert qu’ils pouvaient
entendre jusqu’à 300 000 Hz ! (Hz signifie «
hertz »). Cette formule est utilisée pour
le nombre de « cycles » ou « vibrations
» par seconde. Donc 300 000 Hz ou 30 kHz signifie
300 000 vibrations par seconde.
C’est par rapport à la perception
humaine que l’on distingue deux types de sons :
les « ultrasons » que l’on situ au-delà
de 20 000 Hz
les « infrasons » qu’on situe entre 0 et 20
Hz
Les dauphins ne possèdent pas de
cordes vocales. Ces ondes acoustiques sont fabriquées
le long du conduit nasal par trois pairs de sacs aériens
: vestibulaire, nasofrontal et prémaxillaire. Le
dauphin en contrôle musculairement le débit
et c’est le passage de l’air d’un sac à l’autre
qui crée les sons. Ces sons sont amplifiés
par le « melon » du dauphin (explication détaillée
dans la partie « clics » I)1)2)) grâce
à ses trois sacs aériens.
Les autres sons sont produits grâce
à leur larynx situé dans le canal de l’évent
qui peut vibrer selon le désir des dauphins.
Dans le delphinarium du Parc Astérix,
j’ai déjà vu le dauphin lâcher des
bulles de son évent en émettant un son.
De plus, des claquements de mâchoires sont souvent
observé, ce qui crée un fort son audible
à l’oreille humaine. Il ne faut pas oublier que
si le dauphin ouvre son évent sous l’eau, ses poumons
se remplissent d’eau et meurt. Tout se fait en circuit
fermé.
Mais ces deux comportements observés
et les sons émis par les dauphins lors des spectacles
grâce à l’évent se font en captivité.
Ces comportements n’ont jamais été observés
en liberté.
Les dauphins ne vont pas émettre
des sons par l’évent en sortant la tête de
l’eau dans leur milieu naturel. Les rares dauphins qui
sortent la tête de l’eau pour observer ce qui se
passe autour de soi (les « spy-hopping »)
sont les orques, mais jamais pour sortir des sons ! J’en
suis témoin !
Pour que les dauphins puissent entendre
au-delà des 20 000 Hz en haute fréquence,
ils ont dû développer un mode auditif perfectionné.
Ce mode auditif est dans la structure de la mâchoire
inférieure qui joue le rôle de récepteur
des ondes acoustiques et la transmission de l’oreille
interne, le nerf auditif et enfin le cerveau. C’est une
véritable « fenêtre acoustique ».
Une étude plus poussée est expliquée
dans la partie « Echo » C/2 du rapport.
b. Matériel utilisé pour l’écoute
des sons :
Les premiers biologistes qui écoutèrent
les sons dans la mer se situaient dans les années
cinquante. Puis, les « micros sous-marins »
ou « hydrophone » se perfectionnèrent
pour écouter les sous-marins ennemis lors de la
Guerre Froide. Les militaires étaient obligés
de différencier les sons des cétacés
aux sons des sous marins ennemis. Ce n’était pas
une partie de plaisir !
Chaque scientifique utilise son propre
matériel :
- Helena Sidmonds et Paul Spong étudient
les orques (orcinus orca) de la communauté nord
du Vancouver dans le détroit de Johnstone, en Colombie
Britannique, grâce à la « photo-identification
» et leurs « sons ». Les hydrophones
CELESCO BC-10 ou BC-50 sont connectés par câbles
à des émetteurs radios de type VHF ou F.M.
(ITC FX Dash 120) placés sur les cotes et alimentés
par des batteries de 12 volts. Les signaux émis
par une antenne sont captés par des radios de type
VHF ou F.M. (Realistic Patrolman SW 60) connectées
à un magnétophone SONY. Un enregistrement
est systématiquement débuté lorsqu’un
son d’Orque est entendu et jusqu’au 6 kilomètres.
- Les docteurs Dziedzic ont utilisé
au « Parc Astérix » un hydrophone ITC
8073, relié à un amplificateur de tension
à gain variable, un oscilloscope TEKTRONIX 2430
A, un magnétophone NAGRA IV-SJ, un analyseur TAKEDA
RIKEN’S TR 9404 et une table traçante HP. La fréquence
des hydrophones étaient de 25Hz à 10Hz (ou
10 000Hz) et 250 Hz à 100 kHz (ou 100 000 Hz, résolution
en fréquence de 25 et 250 Hz respectivement).
D’autres scientifiques, comme Christophe
Clark, bio – cousticien de l’Université de Cornell,
aux Etats-Unis, inscrit l’onde sonore sur un sono-gramme
(de la même manière d’un électrogramme)
et lit le graphique pour déterminer leurs sons.
Aujourd’hui, l’ensemble des scientifiques
utilise de plus en plus d’appareils sophistiqués
qui leur permettent d’entendre des ultrasons nouveaux.
C’est en pleine évolution et de ce fait, le comportement
des dauphins qui était toujours visuel devient
acoustique. Vous pouvez voir des représentations
graphiques en ordinateur sans le document f. ci-joint.
Il Provient du livre Rendez-vous chez les dauphins de
Henri Capra et Jon Kershaw, éditions Glénat,
(1995).
c. Etude comportementale du dauphin grâce à
ses sons :
Les Odontocètes utilisent deux
grandes catégories de sons :
? pour la communication
? des « clics » ou ultrasons utilisés
par le Sonar afin de connaître son environnement
et la détection d’une proie.
Pour les premiers sons, les dauphins
s’adressent en permanence au groupe car leur société
est structurée et sociale. Chaque dauphin a sa
signature sonore, son identification personnelle.
Des sons émis 20 ou 30 fois par seconde selon les
espèces, pour exprimer son état émotionnel
ou la présence de poissons, le danger d’un prédateur,
l’arrivée d’une baleine, etc…
Les conversations sont très précises
et l’ordre des phrases tient compte de la position hiérarchique
du groupe.
Les activités d’un groupe ont chacune des émissions
sonores précises. Par exemple, si les deux groupes
de males décident de se battre pour faire fuir
l’intrus, nous avons une forte fréquence des ondes
acoustiques. Un dauphin stressé, échoué
ou harponné, émettra un son accéléré
caractéristique de détresse. On a déjà
constaté que les dauphins créent un son
particulier permettant l’arrivée du groupe afin
de chasser un prédateur face à un dauphin
en difficulté.
Lorsque les mâles quittent le groupe
maternel pour l’accouplement, ils sont obligés
de signaler leur identification afin de ne pas rencontrer
une femelle dont il est issu. Ils gardent leurs sons maternels.
Ainsi, lors d’une rencontre avec une femelle, le mâle
décline le nom de sa mère st celui de son
groupe. Les femelles en ont moins besoin car elles passent
le restant de leur vie ensemble.
Nous avons chez les dauphins un véritable
répertoire et l’apparition de dialecte extraordinaire.
L’étude acoustique a de beau jour devant elle.
La deuxième catégorie de
« sons » sont les « clics » utilisés
en grande partie pour l’écholocation et peu pour
la communication.
2. Les clics
Les « ultrasons » ou «
clics » sont des sons que l’homme ne peut plu entendre
au-delà des 20 000 Hz . Ces ondes acoustiques peuvent
devenir rapides et précises destinées à
l’écholocation. Les clics sont des sons efficaces.
Ils apparaissent sous forme de trains d’impulsions de
courtes durées et de fréquences choisies.
Ils sont produits dans les mêmes sacs aériens
(vestibulaire, nasofrontal et prémaxillaire) que
les sons ordinaires.
On estime la portée maximale à
800 mètres mais la distance du sonar dépend
de l’énergie des « clics » produits
et l’intervalle de temps entre ces signaux. En bref, la
mesure séparant deux cliquetis permet d’estimer
la longueur maximum à 800 mètres.
Le dauphin cherche son environnement et
ses obstacles en choisissant la fréquence du clic.
Il est amplifié à travers la graisse fine
située sur le crâne : le melon. En effet,
le crâne du dauphin et la mâchoire inférieure
possèdent de vastes dépôts de graisse
parfaitement structurés et de compositions chimiques
différents des autres parties du corps. La forme
de ces « coussins » adipeux contient des grandes
quantités d’énergies qui provoquent des
transformations anatomiques majeures.
Une grande concentration d’amas se trouve
dans le « melon ». C’est grâce à
cette « lentille acoustique » située
sur son sillon frontal que les Odoncètes créent
l’ensemble des ondes acoustiques, indispensables aux procédés
d’écholocation. C’est grâce au melon que
le dauphin amplifie les sons produits par les sacs aériens
avant de se propager dans l’eau.
Le schéma suivant (document g)
de l’Encyclopédies Cousteau, Message invisibles
des éditions Robert Laffont, Le Monde des Océans
(1976), montre le fonctionnement du sonar. Les clics sont
émis par le melon et réceptionnés
par la mâchoire inférieure jusqu’au cerveau.
Le dauphin peut choisir la fréquence de ses ondes
acoustiques selon la réponse de l’écho.
3. Les Fréquences
Les dauphins modulent leurs clics sur
des fréquences adaptées aux données
qu’ils souhaitent obtenir.
La bande fréquence s’étend
entre 100 Hz et 300000 Hz ou plus (pour le Plataniste
de Gange (Platanista gangetica) sa fréquence s’étend
jusqu’à 330000 Hz.
Pour obtenir une « vision large
», les dauphins utilisent de grandes longueurs d’ondes
et pour une « vision rapprochée »,
c’est à dire les détails, des petites ondes.
Les fréquences des ondes acoustiques
produites permettent de recueillir un maximum de données
concernant la proie et son environnement.
Les recherches en acoustiques ont commencées
dans les années 60. Ils ont démontré
que les signaux d’écholocation étaient des
impulsions d’une durée de 1,2 milliseconde en moyenne.
Chaque scientifique qui souhaite capter
les sons de cétacés est obligé de
trouver la fréquence exact. Sans ça, il
capterait différents dauphins et baleines et n’isolerait
pas le son recherché.
Dès que l’animal a choisi sa cible,
on aura une augmentation de la cadence d’émission
en fonction de la distance de l’animal et la cible.
Cette étude des réactions
comportementales, les facultés d’adaptation et
les résultats améliorés grâce
aux différentes fréquences, sera développé
dans la partie « Faculté du dauphin en partie
C)III) ».
En attendant, lorsque les « clics
» sont envoyés sur une proie ils vont revenir
sous forme d’écho. Cette réponse est indispensable
à l’écholocation.
2) L’Echo
Dans ce mot « écholocation
», on retrouve le mot « écho »,
c’est à dire renvoyé ou rebondi sur un obstacle.
Nous avons vu que les dauphins émettaient
leurs clics en permanence pour connaître leur environnement
et la proie et peu pour la communication.
Les ondes qui touchent l’obstacle sont renvoyés
sur la mâchoire inférieure du dauphin.
Les dépôts de graisse situés
dans le melon (voie la partie « clics » en
C)I)2).) se trouvent aussi dans cette mâchoire inférieure.
Elle contient deux sillons de « coussins adipeux
» jusqu’à l’oreille interne. C’est grâce
à ces graisses que les émissions sonores
parviendront au cerveau. Cette mâchoire inférieure
est physiologique et bio chimiquement unique. Le temps
de la transmission du message entre la mâchoire
inférieure et le cerveau est nécessaire
à la localisation de la proie. Elle joue le rôle
d’un récepteur des ondes acoustiques qui les transmet
à l’oreille interne puis le nerf auditif et enfin
le cerveau.
Si le dauphin désire savoir plus sur la réponse
d’un écho, il augmentera sa fréquence d’émissions
des clics pour permettre d’obtenir une meilleure définition.
L’écholocation n’est efficace
que si le dauphin analyse et capte le signal d’écho
immédiatement avant le coup suivant soit émis.
L’information de la distance entre le dauphin et l’obstacle
sera donnée par la comparaison des intervalles
de temps entre les écho successifs ou la réception
de l’écho précédent.
Le document h. montre les différents
fréquences émises par un écho renvoyé
par un dauphin et celui d’un obstacle sera donné
par la comparaison des intervalles de temps entre les
échos successifs ou la réception de l’écho
précédent.
Le document h. montre les différentes
fréquences émises par un écho renvoyé
par un dauphin et celui d’un obstacle (document tiré
du Règne Animal, magazine de 1994).
Le dauphin analyse chaque onde et décide
de son comportement. Par exemple, dans le cas d’un prédateur,
le dauphin prendre la fuite, mais si c’est une proie intéressante,
le dauphin décide de l’attraper.
Mais l’écholocation analyse soigneusement
et possède beaucoup de faculté. L’explication
se trouve dans cette dernière partie du rapport.
3) Les Facultés du Dauphin
Comme on a pu le voir, le dauphin émet
des clics en continu sur les proies et l’environnement
qui reviennent sous forme d’écho. Cette écholocation
donne beaucoup d’informations.
a. Réponses et fréquences :
Les fréquences changent lorsque
la réponse d’un clic est intéressante. En
effet, lorsque le dauphin décide d’obtenir des
précisions sur sa proie par exemple, il va focaliser
de ses clics sonores sur sa cible. C’est en bougeant la
tête que le dauphin effectue un véritable
« balayage complet » sur sa cible.
La fréquence de ses signaux s’accroît
au fur et à mesure que le dauphin s’approche de
la cible et la distance des clics diminue. Les hautes
fréquences et petites longueurs déterminent
la structure « externe » et « interne
» de la cible.
On sait que lorsque le dauphin augmente
sa cadence d’émission d’impulsion d’écholocation,
la courbe de fréquence de la distance animal –
cible est une demi – courbe en cloche. Elle atteint son
sommet à l’approche de la cible et diminue ensuite
après l’avoir mangé. Cette allure de la
courbe doit être une caractéristique importante
du processus d’écholocation.
Il est possible aussi qu’après
la capture de la proie, nous ayons une stabilisation de
la cadence des impulsions à un minimum de quelques
dizaines d’impulsions par seconde par rapport au nombre
de 30 fois selon les espèces (voir l’étude
des sons et du comportement du dauphin C)I°1.c).
De plus, depuis quelques années,
on a découvert que les dauphins utilisaient la
fréquence de leur sonar pour tuer le dauphin ou
semer la confusion au sein d’un banc de poissons. Cette
technique est souvent utilisée par les orques (Orcinus
orca) dans la région de Vancouver, en Colombie
Britannique, pour la capture des saumons.
b. La notion de « distance »
Dans les années 60, les travaux
de deux scientifiques « J-C Levy » et «
A.Dziedzic »
montraient que les dauphins concevaient l’idée
de distance. Justement, le dauphin peut faire une synthèse
ce qu’il voit et en dégager la notion de distance
pour se donner une représentation « géométrique
»de l’espace dans lequel il évolue. Il élabore
des programmes complexes pour prendre le chemin le plus
court et atteindre son but.
c. La mémoire
L’autre faculté du dauphin, est
d’être capable de retenir pour une certaine durée,
en la
raison de la puissance du signal d’émission grâce
à une mémoire.
Cette mémoire garderait selon le
système de réception un « modèle
» des échos attendus
identiques au signal émis. C’est une comparaison
entre le signal reçu et une « copie »,
faisant partie de son dictionnaire enrichi de toutes les
rencontres et expériences passées.
Il dispose ainsi de critères de
classification lui, permettant de choisir son itinéraire.
Cette faculté de mémoriser
la topographie du terrain, par exemple, permet au dauphin
de reconnaître l’endroit favorable à la chasse
ou la route des grandes migrations.
d. L’échographie
Le sonar du dauphin est si perfectionné
qu’il peut obtenir une « échographie »
de l’animal
visé et de reconstituer son film d’images sonores
détaillés.
L’échographie qu’on utilise en
hôpital pour les femmes enceintes ou les opérations
est très loin de l’image obtenue par le dauphin
en trois dimensions !
e. Nombreuses facultés
? le dauphin peut distinguer le poisson
vivant du poisson mort ou en plastique
? il peut avoir ainsi avec ses oreilles dans l’eau la
plus trouble ou dans les profondeurs pour chasser
? il peut déceler un fil de fer de 0.2 millimètres
de diamètre et l’éviter
? le dauphin fait la différence entre une pièce
de cuivre et une autre de même dimension en aluminium
? son système de sonar fonctionne selon l’effet
« Doppler », c’est à dire qu »il
évalue la différence entre l’ordre d’émission
et l’ordre de retour
? le dauphin peut reconnaître chez un individu :
ses émotions, sa peur, sa sérénité
ou ses amours
? les dauphins connaissent notre sexe, n’ont aucun mal
à distinguer un bébé dans le ventre
d’une femme enceinte ainsi que tous les autres détails
de notre anatomie (contenu de l’estomac, tumeur, prothèse,
etc…)
? il perçoit la joie, la timidité, la peur,
les sensations de froid et de la chaleur, autant d’indications
qui leur sont renvoyées en image holographique
défiant les échographies et les scanners
les plus perfectionnés
? certaines personnes disent même que les dauphins
lisent dans nos pensées
? les informations obtenues du sonar ne concernent plus
la forme mais les moindres détails de la structure
visée, y compris la matière. Des expériences
récentes tendent à démontrer qu’en
visionnant le cœur battre, les poumons et même le
débit sanguin, le dauphin peut évaluer le
degré d’émotion de son vis-à-vis
et anticiper ses réactions
? son cerveau s’est développée très
rapidement pour créer une écholocations
qui requiert un traitement complexe des informations reçues.
Cette organe est dévolue au stockage et à
l’analyse des données qui affluent en permanence
? lorsque nous produisons en montagne un « écho
», nous sommes incapable d’évaluer la distance
ni sa forme. Toutes choses égales, le dauphin peut.
? il photographie le paysage grâce à son
ouie et connaît la texture de la roche et de ses
végétaux
? dès que les ondes acoustiques reviennent à
l’envoyeur, elles sont analysées par le cerveau,
qui se compose une image précise de l’environnement
en décodant mille informations annexes. Par exemple,
le fait que les clics aient pu être déformés,
réfractés ou en partie absorbés
? la « géométrie » d’un obstacle
semble avoir une influence importante sur l’acuité
de détection
? on sait que le dauphin augmente la cadence de ses émissions
au fur et à mesure qu’il se rapproche d’un obstacle
ou d’une proie. C’est une nécessité pour
l’animal d’augmenter la précision de la localisation
quand la distance qu’il en sépare d’une cible donnée,
diminue, et ce n’augmentant le nombre d’informations par
unité de temps. Cet accroissement serait alors
directement lié à la précision de
détection
? le dauphin observe sa proie et reconnaît dans
son mouvement, une certaine configuration « spatio-temporelle
» qu’il rapprochera de celle qu’il a déjà
connue et possède en plus de celle de suivre d’une
façon continue son objectif et de corriger son
mouvement.
Bref, le dauphin est capable de tout savoir
grâce à l’écholocation.
D) CONCLUSION
Ce qui était dit avant et ce finalement
ce qui est le plus remarquable, c’est la capacité
d’adaptation du dauphin à des situations très
variés.
Son sonar est une parfait adaptation au
monde marin et repose en permanence sur deux points :
- possibilité de créer une série
de « clics » pour recevoir en continu un «
écho »
- possibilité d’effectuer la synthèse du
signal reçu et de choisir entre la chasse ou la
fuite, de reconnaître l’environnement ou la topographie
du milieu et tout ceci dans un temps record.
La quantité d’information est énorme
et mémorisée.
Il en résulte que pour des signaux (les ultrasons)
qui répondent à certaines caractéristiques
bien définies, de tels systèmes peuvent
constituer de récepteurs dotés d’une sensibilité
et d’une précision qui ne saurait atteindre aucun
dispositif de fabrication humaine.
Le comportement du dauphin était
toujours visuel et jamais acoustique. Pourtant, je pense
que l’on peut beaucoup apprendre sur l’acoustique des
cétacés et particulièrement des odontocètes.
Dans les années cinquante commencèrent
les premières études comportementales et
acoustiques des dauphins. Les recherches et les expériences
faites en captivité apportèrent les premières
conclusions. Mais à quel prix ? Des dauphins capturés
et séparés de leurs groupes dans des conditions
horribles (sans oublier le nombre de morts !) pour satisfaire
quelques scientifiques et découvrir qu’enfin tout
était abusé.
De nos jours, des personnes pensent alors
qu’il est intéressant d’observer en « captivité
» sur le plan comportemental et acoustique ? Je
ne suis pas d’accord et je trouve que c’est une idée
fausse. Je pense plutôt que ce sont des gens qui
ne veulent pas observer en pleine mer pour différentes
excuses : trop cher, distances lointaines, dauphins pas
assez proches, etc…
Et pourtant, chaque année des associations
cherchent des personnes pour observer les baleines et
les dauphins dans le sud de la France et dans le monde.
De plus en plus naissent des organismes pour des volontaires
ou des bénévoles qui permettent de trouver
un travail permanent sur le terrain.
En tant que stagiaire, je trouvais que
c’était utile de partager mes connaissances sur
l’écholocation et ne pas reprendre un sujet classique
: « interaction homme-dauphin » ou «
comportement d’un dauphin », etc…et que l’équipe
du délphinarium n’apprenne rien de nouveau.
Bref, mon rapport était un début
sur les études à entreprendre sur le sonar
et l’acoustique des odontocètes.
A suivre.
BIBLIOGRAPHIE ET SOURCES
Voir partie « Bibliographie »