Les baleines passent la majeure partie de leur temps sans émettre un son. Le suivi par vocalisation — l’outil standard pour étudier le mouvement et le comportement des cétacés — laisse une fenêtre aveugle couvrant la majeure partie de leur vie. Une nouvelle étude de l’Université norvégienne des sciences et de la technologie a trouvé un moyen de combler cette lacune, en utilisant un réseau de capteurs déjà présents sur le fond marin : les câbles de télécommunications à fibre optique sous-marins.
L’étude, dirigée par Robin André Rørstadbotnen et Martin Landrø au Centre de prévision géophysique de la NTNU et publiée dans PNAS le 23 juin, démontre que la détection acoustique répartie (DAS) sur un câble sous-marin commercial au large des côtes du Svalbard dans l’Arctique peut détecter les rorquals bleus silencieux grâce aux champs de pression hydrodynamiques générés par leurs corps en mouvement.
Comment fonctionne la DAS, et comment ils l’ont étendue
La détection acoustique répartie fonctionne en envoyant des impulsions laser cohérentes dans une fibre optique. Des impuretés microscopiques dans le verre font qu’une petite fraction de la lumière est réfléchie vers la source — la rétrodiffusion Rayleigh. Lorsqu’une onde acoustique ou une fluctuation de pression déforme la fibre, la phase de la lumière rétrodiffusée se déplace proportionnellement à la déformation. Comme la vitesse de la lumière dans la fibre est connue avec précision, l’interrogateur peut localiser la perturbation à environ 10 mètres près le long de câbles de 50 kilomètres ou plus. Le câble entier devient des milliers de capteurs de contrainte virtuels.
La DAS a été utilisée pour la détection des séismes, la surveillance des pipelines et le suivi acoustique des baleines, mais la DAS standard enregistre les fréquences dans la gamme acoustique, les ondes sonores que les baleines produisent lorsqu’elles vocalisent. Rørstadbotnen et Landrø ont poussé la technique dans le régime des très basses fréquences de 0,01 à 0,1 hertz, où le signal n’est pas acoustique mais hydrodynamique : le déplacement physique de l’eau créé par un corps en mouvement.
Lorsqu’une baleine nage, son corps repousse l’eau, générant un champ de pression et de vélocité autour d’elle. C’est le même type de signal produit par un navire se déplaçant dans l’eau, bien qu’environ 100 fois plus faible à des distances comparables. L’équipe de la NTNU a adapté un modèle publié à l’origine par Rayleigh en 1917 décrivant l’effondrement de cavités dans un écoulement incompressible au cas d’une source en translation — la baleine qui nage. L’amplitude du taux de déformation lorsque la source est directement au-dessus de la fibre est proportionnelle à l’inverse du cube de la profondeur de la source, limitant la portée de détection à environ 40 mètres pour les baleines contre environ 550 mètres pour les grands navires.
Démonstration en océan réel
Il ne s’agissait pas d’une expérience en bassin. L’équipe a utilisé un câble de télécommunications sous-marin actif au large du Svalbard — une véritable infrastructure arctique, des données recueillies à d’autres fins et réanalysées. Ils ont identifié 13 événements hydrodynamiques basse fréquence provenant de rorquals bleus qui ne vocalisaient pas à ce moment-là, en recoupant les signaux avec des spectrogrammes de vocalisation (décroissances des rorquals bleus de 60 à 20 hertz) pour confirmer l’identité de l’espèce.
Les mouvements des navires ont été validés par rapport aux données du système d’identification automatique et utilisés comme cibles de calibration pour le modèle de champ de pression. Les signaux décroissaient comme l’inverse du cube de la distance, conformément à la prédiction théorique.
Ce que cela permet
Le principal avantage est la couverture. Les baleines qui ne vocalisent pas — ou qui vocalisent dans des bandes de fréquences au-dessus des gammes d’enregistrement DAS standard, comme le font de nombreux odontocètes — sont invisibles pour la surveillance acoustique conventionnelle. La détection hydrodynamique fonctionne indépendamment du fait que l’animal émette ou non du bruit. La méthode est également évolutive : le réseau mondial de câbles de télécommunications sous-marins déjà présents sur le fond marin pourrait, en principe, être réutilisé pour la surveillance passive des mammifères marins.
L’approche a également des applications potentielles au-delà de la détection des baleines. La même sensibilité aux très basses fréquences pourrait être utilisée pour surveiller les courants océaniques, les vagues internes et d’autres caractéristiques hydrodynamiques que les capteurs océanographiques conventionnels ne peuvent pas résoudre à l’échelle du réseau de câbles.
Source : Rørstadbotnen RA, Landrø M. Detection of silent whales using distributed acoustic sensing on submarine fiber-optic cables. PNAS. 2026;123(26):e2603077123. doi:10.1073/pnas.2603077123