Le repérage des baleines repose traditionnellement sur la récolte de données acoustiques. Pour détecter ces signaux, les scientifiques marins utilisent notamment ce qu'on appelle des systèmes de détection acoustique distribuée (DAS), via des câbles de fibre optique sous-marins déjà installés au fond de l'océan. Cette méthode présente cependant une limite: elle perd tout son intérêt dès l'instant où les animaux deviennent silencieux.

Dès 2022, une équipe de chercheurs de l'Université norvégienne des sciences et technologies s'est donc attelée à trouver une solution à ce problème. Ce faisant, ils ont mis au point un dispositif permettant de repérer des objets silencieux se déplaçant dans l'eau et d'après le média The Debrief, leur méthode pourrait dès lors s'appliquer au repérage de navires à la surface de l'eau, et même au repérage de sous-marins.

Dans leur étude, publiée dans la revue Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), les chercheurs partent du constat que les variations de contrainte à basse fréquence peuvent provenir de plusieurs mécanismes physiques, notamment des processus hydrodynamiques «associés aux objets en mouvement». Ils expliquent ainsi que lorsqu'un navire se déplace à la surface de l'océan, il repousse l'eau devant lui et aspire l'eau dans son sillage. Ce mouvement génère alors une contrainte sur l'eau environnante, décrite comme un «champ de pression hydrodynamique».

Ce champ s'étend ensuite vers le bas, «à travers la colonne d'eau», entraînant une déformation latérale et verticale des sédiments du fond océanique. Dans les zones où des câbles à fibres optiques sont enfouis, le système DAS enregistre donc cette déformation des sédiments, qui se traduit par une contrainte observable dans ses données. «Cela signifie qu'aucun signal acoustique n'est utilisé, et que nous pouvons “écouter” les baleines silencieuses», affirment les chercheurs.

Une application élargie

Pour tester leur hypothèse, l'équipe de scientifiques a mené des expériences autour de l'archipel du Svalbard, en testant son dispositif sur des navires de différentes tailles. Les données récoltées, relatives à la taille, à la vitesse et à l'itinéraire des navires, ont ensuite pu être vérifiées a posteriori pour valider les résultats de l'étude.

De cette manière, l'équipe a démontré la capacité de son dispositif à repérer les signaux de pression et de vitesse hydrodynamiques d'un navire de croisière à une profondeur de 413 mètres, «et jusqu'à 550 mètres du câble à fibre optique». Les tests ont aussi permis de remarquer que les navires de plus grandes tailles produisaient un signal DAS plus important, et qu'ils sont donc plus faciles à repérer. Cependant, lors de la recherche de baleines, la portée s'est montrée bien plus limitée: «Les baleines bleues, plus petites, peuvent être observées en plongeant à moins de 40m du câble à fibre optique», écrivent-ils.

«Cette méthode de détection permet d'envisager une surveillance de l'une des espèces les plus menacées au monde», poursuivent les auteurs, ajoutant qu'elle est encore plus efficace pour détecter les objets immergés que les navires de surface. Les chercheurs soulignent néanmoins qu'elle comporte des limites, puisqu'elle n'est efficace pour l'instant que pour le suivi de petits navires et de baleines à courte portée.

L'équipe note également que, même si les navires plus grands génèrent des signaux plus forts que les plus petits, «l'amplitude du signal diminue avec l'augmentation de la distance par rapport à la fibre optique.» Avec quelques améliorations, ce procédé pourrait toutefois susciter l'intérêt du domaine de la défense.