En quelques mots
Situation and Challenges Of Orca Population (SCOOP)
Les orques, symboles emblématiques des océans, jouent un rôle clé dans l’équilibre des écosystèmes marins. Pourtant dans l’Atlantique Nord-Ouest, autour de Saint-Pierre-et-Miquelon et de Terre-Neuve, ces populations restent méconnues et potentiellement vulnérables face aux impacts croissants des activités humaines : surpêche, changement climatique, trafic maritime et pollution sonore. Ce projet de recherche vise à mieux comprendre leur mode de vie, leur organisation sociale et leur communication, tout en évaluant l’impact des pressions anthropiques sur leur survie. Ce projet s’appuie sur une approche innovante mêlant observations scientifiques, intelligence artificielle et sciences participatives. En impliquant citoyens et professionnels de la mer, nous collecterons des données essentielles pour mieux comprendre ces orques et sensibiliser les décideurs, les acteurs privés et publics et le grand public à leur protection. À terme, ce travail contribuera à des recommandations concrètes pour préserver leurs habitats et renforcer les politiques de conservation régionale. Investir dans ce projet, c’est soutenir la préservation d’une espèce fascinante et réaffirmer notre engagement envers des océans en bonne santé. Cette initiative offre également l’opportunité de découvrir de nouvelles cultures chez les orques en analysant leurs vocalisations et comportements.
Impacts sociétaux
- Indicateur de suivi (de la biodiversité)
- Meilleure connaissance d’un milieu, d’un processus…
- Récolte de données
- Réduction des pressions (IPBES)
- Technologie innovante
Porteur du projet
Structure
Institut d’Alembert
Sorbonne Université 4 place Jussieu 75005 Paris
Axes de recherche
L’Institut d’Alembert est un laboratoire d’acoustique avec plusieurs grandes thématiques de recherche incluant la mécanique des solides et des fluides, l’acoustique des instruments de musique, l’acoustique des bâtiments, l’acoustique sous-marine et l’acoustique de l’environnement, dont la bioacoustique. Les études théoriques sont appliquées à différents domaines dont la modélisation des modes de propagation, le rayonnement acoustique et les impacts des ondes acoustiques sur le vivant et l’environnement. L’acoustique sert comme méthode d’investigation (par exemple, pour détecter des défauts dans des matériaux), de mesures (pour indiquer les niveaux sonores dans un environnement), d’explication (cause d’échouage de cétacés), et de perspectives (définition de nouveaux systèmes marins de communication).
Équipe
Tutorat
Olivier ADAM, Professeur
Parcours et domaine d’expertise
Olivier Adam est professeur à Sorbonne Université, Paris, France. Expert en bioacoustique, il étudie les sons émis par les cétacés afin de décrire leurs populations et leurs sociétés. Il travaille actuellement sur trois projets scientifiques : les interactions entre mères/baleineau chez les baleines à bosse, les comportements sociaux chez les cachalots, et l’analyse des paysages sonores sous-marins (https://sciences.sorbonne-universite.fr/portraits/olivier-adam). De 2009 à 2014, il a participé à un programme scientifique de suivi des cétacés au large de l’archipel de Saint-Pierre-et-Miquelon. Il est l’auteur de plus de 70 articles scientifiques et co-organisateur de conférences internationales, notamment l’atelier DCLDE (https://dclde2024.com/) et le congrès HWWC (https://www.hwwc.mg). Il a également donné des interviews pour des émissions de télévision et de radio et participé à des documentaires.
Candidat·e
Gaël Savornin
Parcours
Je m’appelle Gaël Savornin et je suis actuellement étudiant en Master d’Éthologie à l’Université Sorbonne Paris Nord. Je suis titulaire d’une Licence en Biologie et Écologie obtenue à l’Université Paris-Saclay. Mes intérêts portent principalement sur le comportement, l’écologie et la protection des cétacés, ainsi que sur la préservation des environnements marins en général. En 2022, j’ai effectué un premier stage consacré à l’étude de la vocalisation des cachalots sous la supervision des Professeurs Olivier Adam et François Sarano. L’année suivante, j’ai participé à un programme de volontariat de six semaines à Whale Point, en Colombie-Britannique, Canada, où j’ai fait un suivi des populations d’orques résidentes du nord et transientes. Enfin, j’ai réalisé un troisième stage à l’Université Edith Cowan, en Australie, axé sur la caractérisation acoustique des dauphins à nez de sabre. Actuellement, je suis sur l’île d’Heimaey, en Islande, pour une période de six mois. Sous la supervision du Dr. Filipa Samara, je travaille sur la communication et les comportements des orques d’Islande.
Présentation du projet
#Orques
# Saint-Pierre-et-Miquelon
# Terre-Neuve
# Ecotypes
# Activités humaines
# Pêches
# Paysage sonore sous-marin
# Communication acoustique
# Comportement
Descriptif
Les populations d’orques de Saint-Pierre-et-Miquelon et de Terre-Neuve, bien qu’observées depuis le XIXe siècle, demeurent largement méconnues (1)(2). Les dernières estimations officielles par le Canada datent de 2007 et recensent 63 individus (3). Depuis, aucune évaluation officielle n’a été réalisée, rendant ces données obsolètes et probablement non représentatives de la population actuelle.
En 2020, des catalogues établis par des photographes identifiaient 152 individus à Terre-Neuve et 96 à Saint-Pierre-et-Miquelon, avec seulement 14 individus communs aux deux bases. Ces chiffres suggèrent une population bien plus importante qu’estimée auparavant, et ces catalogues continuent de s’enrichir chaque année .
Les orques de la région sont principalement observés en petits groupes de 2 à 5 individus, se nourrissant de phoques et, parfois, de baleines (3). Cependant, des observations annuelles mentionnent de grands groupes atteignant jusqu’à 100 individus, ainsi que des comportements de prédation sur des poissons (4)(5)(6). Ces observations, bien qu’absentes de la littérature scientifique, suggèrent l’existence possible de deux écotypes distincts.
Cette hypothèse est appuyée par des analyses isotopiques montrant des différences dans les signatures trophiques entre les orques de cette région. Ainsi deux écotypes pourraient exister: l’un spécialisé dans la consommation de mammifères marins, l’autre plus généraliste et piscivore (7). Ces distinctions sont essentielles, car les écotypes n’ont ni les mêmes proies, ni les mêmes cultures, et subissent différemment les impacts des activités humaines (8).
Par ailleurs, aucun travail n’a encore exploré la communication acoustique de ces orques, un aspect clé de leur écologie pour comprendre leur organisation sociale et la présence éventuels de dialectes de ces clans acoustiques (9).
Les pressions anthropiques, comme le bruit sous-marin et la réduction des ressources alimentaires dues à la pêche, constituent des menaces majeures. Dans le nord-ouest de l’Atlantique, le bruit des navires pourrait altérer les interactions sociales et diminuer l’efficacité de la chasse. Pourtant, ces impacts restent peu étudiés dans cette région.
Ce projet vise à évaluer le trafic maritime, la pollution acoustique sous-marine ainsi que les impacts des pêcheries dans la région. Cela sera associée à l’évaluation de la taille, des comportements acoustiques et des habitudes alimentaires des populations d’orques afin de mieux qualifier et quantifier leur vulnérabilité et de proposer des mesures adaptées.
Bibliographie
1. Lien J, Stenson GB, Jones PW (1988) Killer whales (Orcinus orca) in waters off Newfoundland and Labrador, (Canada) 1978-1986. Rit Fiskideildar 11: 194–201 2. Lawson, J. W., & Stevens, T. S. (2014). Historic and current distribution patterns, and minimum abundance of killer whales (Orcinus orca) in the north-west Atlantic. Journal of the Marine Biological Association of the United Kingdom, 94(6), 1253‑1265. https://doi.org/10.1017/S0025315413001409 3. Lawson JW, Stevens TS, Snow D (2007) Killer whales of Atlantic Canada, with particular reference to the Newfoundland and Labrador region. Research Document. Department of Fisheries and Oceans, Canadian Science Advisory Secretariat. 4. Arlene Erven (2020), Orca off Newfoundland and Labrador. Orcazine. Accessed 01/11/2024 5. CBC News (2023), Oh my pod! Orcas moving en masse near N.L. astonish scientist. Accessed 01/11/2024 6. CBC News (2021), Why there are so many whales off the coast of N.L. — and what to do if you spot them. Accessed 01/11/2024 7. Matthews, C. J. D., Lawson, J. W., & Ferguson, S. H. (2021). Amino acid δ15N differences consistent with killer whale ecotypes in the Arctic and northwest Atlantic. PLoS ONE, 16(4), Article e0249641. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0249641 8. Ford, J. K., Ellis, G. M., Barrett-Lennard, L. G., Morton, A. B., Palm, R. S., & Balcomb Iii, K. C. (1998). Dietary specialization in two sympatric populations of killer whales (orcinus orca) in coastal British Columbia and adjacent waters. Canadian Journal of Zoology, 76(8), 1456 1471. https://doi.org/10.1139/z98-089 9. Yurk, H., Barrett-Lennard, L., Ford, J. K. B., & Matkin, C. O. (2002). Cultural transmission within maternal lineages: Vocal clans in resident killer whales in southern Alaska. Animal Behaviour, 63(6), 1103 1119. https://doi.org/10.1006/anbe.2002.3012
Jeux de données prévus, étude de terrain prévue
Ce projet de thèse s’étendra sur trois ans et comprendra deux missions de terrain à Saint-Pierre-et-Miquelon et à Terre-Neuve. Lors de ces missions, des données visuelles seront collectées à l’aide de caméras et de drones pour effectuer l’identification des individus et l’étude des réseaux sociaux afin de déterminer la structure des groupes et leurs compositions. Le drone a l’avantage d’être non-invasif et permettra également de caractériser finement les individus (nombre males/femelles, nb adultes/jeunes, morphologie) et aussi pour décrire certaines activités vitales comme la chasse dont on sait qu’elle fait partie de leur transmission culturelle. Un système de science participative sera également mis en place, offrant à quiconque la possibilité de partager ses photos. Toutes les images collectées seront analysées à l’aide de l’intelligence artificielle : un apprentissage non supervisé permettra d’identifier des individus distincts à partir des caractéristiques de leurs nageoires dorsales et de leurs taches oculaires (eye patches). Par la suite, un apprentissage supervisé facilitera l’identification automatique des individus connus, rendant le suivi des populations plus efficace et accessible tout en impliquant activement le grand public. Les données acoustiques seront recueillies via des hydrophones fixes pour caractériser un paysage sonore sous-marin. L’objectif sera de quantifier la proportion des sons anthropiques, des sons biologiques et de l’environnement dans les écosystèmes marins. Des enregistrements acoustiques effectués de 2011 à 2013 à Saint-Pierre-et-Miquelon, et de 2013 à 2014 à Terre-Neuve ont déjà été récolté. Ils serviront de base de référence pour de nouveaux résultats issus des enregistrements collectés pendant la durée de mon projet. Ainsi, cela permettra d’étudier l’organisation des vocalisations, leur évolution au fil du temps et la présence éventuelle de dialectes. Enfin, les données AIS des navires commerciaux et des bateaux de pêche seront analysées afin d’évaluer l’impact du trafic maritime et des activités de pêche sur les populations d’orques dans cette région.
Programme de recherche
Le projet de recherche s’inscrit dans un programme scientifique visant à mieux comprendre les dynamiques des populations d’orques dans l’Atlantique Nord-Ouest, notamment autour de Saint-Pierre-et-Miquelon et de Terre-Neuve. Ce programme aborde des questions essentielles sur la biologie, le comportement et la conservation des orques dans une région où les connaissances sont encore limitées. Il s’agit notamment de caractériser leur structure sociale, leurs vocalisations, leur régime alimentaire, et d’évaluer leur vulnérabilité aux pressions anthropiques, telles que la pollution sonore sous-marine, les interactions avec les pêcheries, et le trafic maritime.
Un aspect clé de ce projet repose sur les sciences participatives, impliquant des citoyens et des professionnels marins pour enrichir les données collectées. Les observations opportunistes, la contribution de photos pour la photo-identification, ainsi que la collaboration avec des scientifiques amateurs permettent de compléter les catalogues existants et de mieux documenter la population locale. Cette approche participative est cruciale dans une zone où les conditions climatiques difficiles limitent les possibilités d’observation systématique.
Le projet utilise une méthodologie multimodale combinant des données visuelles (photo-ID et drones), acoustiques (enregistrements d’hydrophones), génétiques, ainsi que des informations sur les activités humaines (trafic maritime et pêche), avec l’utilisation de l’intelligence artificielle. L’intégration de ces données dans des modèles prédictifs permettra de cartographier les habitats critiques et de contribuer à la proposition de recommandation pour des mesures de conservation adaptées, telles que la création de zones marines protégées.
Ce travail s’inscrit également dans un cadre plus large de sensibilisation du grand public sur la biodiversité marine et de promotion de la recherche collaborative, essentielle pour protéger les orques dans le contexte actuel de crise environnementale.
Calendrier prévisionnel
Début du projet : septembre 2025 ; durée : 3 ans Préparation du projet : septembre 2025 – mars 2026 ; durée : 8 mois • Revue de littérature, sélection des équipements, planification de la méthodologie Missions : • Préparation de terrain : mai 2026 ; durée : 1 mois / mai 2027 ; durée : 1mois • Collecte de données sur le terrain : juin 2026 – sept 2026 ; durée : 4 mois / juin 2027 – sept 2027 ; durée : 4 mois Analyse des données : octobre 2026 – février 2027 ; durée : 5 mois / octobre 2027 – février 2028 ; durée : 5 mois Valorisation des données : • Rédaction d’articles : mars 2027 – avril 2027 ; durée : 2mois / mars 2028 – avril 2028 ; durée : 2mois • Conférence : “26th Biennial Conference on the Biology of Marine Mammals” du 19 au 23 octobre 2026; d’autre conférence à venir. Ecriture de la thèse : mars 2028 – aout 2028 ; durée : 6 mois Soutenance de thèse : fin août 2028
Budget envisagé
Budget sur les 3ans du projet : -Salaire : 82 400€ -Billet d’avion pour les missions : 4 000€ -Logement lors des missions : 6 000€ -Bateau pour les deux missions : 80 000€ -Acoustique : 2 500€ (hydro + enregistreur) + 15 000€ (pour un système déployable) -Appareil photo/objectif/drone : 8 000€ – GPS Garmin : 200€ -Licence Raven : 300€ Total : 198 400€