Les îles Canaries constituent un site stratégique pour l'étude des cétacés. Grâce à leurs fonds marins profonds et à l'influence de leurs courants, l'archipel est un véritable haut lieu de la biodiversité, abritant 31 espèces de cétacés, dont 10 sont des spécialistes de la plongée en eaux profondes, comme les baleines à bec, les globicéphales et les cachalots.Physeter macrocephalusCependant, le trafic maritime intense a de graves conséquences sur ces populations marines, principalement en raison de la pollution sonore et du risque de collisions.
Pour remédier à ce problème, le chercheur Olivia Marín Delgado a soutenu avec succès sa thèse de doctorat à l'Université de La Laguna, avec distinction internationale, intitulée «Nouvelles technologies appliquées à l'étude et à la conservation des baleines plongeuses en eaux profondes aux îles Canaries« Réalisé par des biologistes femmes » Natacha Aguilar y Patricia Arranz Alonso et l'ingénieur María de la Peña Fabiani, se distingue par son caractère interdisciplinaire grâce à l'utilisation de marqueurs d'aspiration acoustique, d'intelligence artificielle (apprentissage automatique) et les systèmes d'imagerie thermique infrarouge.
Survie à la limite physiologique
Le cachalot est le plus grand cétacé à dents du monde et possède d'étonnantes adaptations physiologiques qui lui permettent de descendre à plus de 2 000 mètres de profondeur pendant plus de deux heures pour se nourrir. Pour résister à la pression et au faible taux d'oxygène des profondeurs abyssales, il contracte ses poumons afin d'empêcher l'absorption d'azote, ralentit son rythme cardiaque et redirige sélectivement le flux sanguin vers ses organes vitaux, comme le cerveau et le cœur.
Cependant, ces plongées extrêmes ont un impact colossal sur le métabolisme. Une fois de retour à la surface, les cachalots entrent dans un état de repos passif appelé «enregistrement” Ils flottent inertes à la surface pour récupérer. C’est à ce moment critique qu’ils deviennent extrêmement vulnérables aux collisions avec des navires à grande vitesse. De fait, des données scientifiques montrent que 401 % des cachalots échoués aux îles Canaries ces dix dernières années présentent des signes indéniables de collision avec des navires. La gravité de la situation est telle que des études suggèrent que l’espèce pourrait être en déclin démographique dans l’archipel, le nombre de décès dépassant celui des naissances chaque année. ».
La thèse de Marín Delgado lève le voile sur l'un des plus grands mystères entourant le comportement de ces géants des mers : pourquoi ne fuient-ils pas au bruit assourdissant d'un navire qui approche ? « Ce n'est pas qu'ils n'aient pas l'instinct de fuir, mais plutôt qu'ils n'en ont pas la capacité physique, car ils se reposent déjà en surface le temps minimal nécessaire pour survivre à leur prochaine plongée », explique la chercheuse. « Ils ne dorment pas à ce moment-là ; ils respirent activement, effectuent des échanges gazeux et leur organisme retrouve progressivement son état normal avant d'entreprendre une nouvelle plongée extrême. ».
Olivia Marín.
Baleines à bec et éléphants de mer
Pour mieux comprendre les limites et la rigidité de ces stratégies de repos en profondeur, la recherche adopte une précieuse perspective comparative internationale, analysant les cycles de plongée et de repos du cachalot en parallèle avec deux autres plongeurs extrêmes du règne animal : la baleine à bec de Cuvier (Ziphius cavirostris) et l'éléphant de mer du Nord (Mirounga angustirostris).
La baleine à bec de Cuvier détient le record du monde de profondeur de plongée, atteignant 3 kilomètres et des durées d'immersion d'environ 3 heures. Pour éviter d'être exposées en surface à des prédateurs mortels comme les orques, ces cétacés timides effectuent des plongées moins profondes et plus courtes, appelées « plongées de récupération », qui leur permettent de s'oxygéner sans avoir à rester immobiles et vulnérables en surface.
De son côté, l'éléphant de mer effectue des plongées continues pendant des mois dans l'océan, ne passant que deux minutes à peine en surface entre chaque plongée. « Il s'endort à mi-descente, tandis qu'il coule passivement. ” Après une phase de sommeil en chute libre, il se réveille en pleine descente et remonte à la surface pour respirer. Ce sacrifice considérable de repos en mer est compensé lorsqu'il retourne à terre, où il peut dormir jusqu'à 11 heures d'affilée.
Le sonar du cachalot
La recherche a également étudié le comportement de chasse de ces animaux en utilisant des étiquettes acoustiques numériques (DTAG) fixées temporairement sur le dos de l'animal à l'aide de ventouses, qui enregistrent simultanément le son ambiant, les mouvements, l'orientation de l'animal et la profondeur de ses plongées.
Dans l'obscurité totale des profondeurs marines, les cachalots repèrent leurs proies grâce à l'écholocation : ils émettent des clics sonores réguliers et extrêmement puissants — atteignant des niveaux sonores de 240 décibels, le son biologique le plus puissant de la planète — selon une stratégie qui agit comme un « mode photo » à longue distance. Lorsqu'ils repèrent leur proie, ils passent à des salves rapides de clics appelées écholocation. bourdonner (ou des bourdonnements), qui fonctionnent comme un « mode vidéo » continu pour guider l'attaque finale.
En raison de l'énorme difficulté d'enregistrer directement le passage d'un navire au-dessus d'un animal marqué en pleine mer, le chercheur a mis au point une méthode indirecte pour mesurer leur sensibilité acoustique : étudier comment la réverbération de leurs propres clics puissants les dérange lorsqu'ils chassent près du fond marin.
« Nous avons analysé une situation acoustiquement inconfortable pour les cachalots : lorsqu'ils se nourrissent très près du fond marin et que leurs propres clics, d'un niveau sonore de 240 décibels, résonnent sur les rochers. » L'étude a montré que les cachalots modifient activement leur comportement alimentaire pour éviter et atténuer ces nuisances. « Cela nous permet d'en déduire que s'ils évitent et sont gênés par l'écho de leurs propres bruits, la pollution sonore continue générée par les moteurs des navires a un impact négatif direct sur leur capacité à se nourrir efficacement. ».
L'aspect plus technologique de la thèse porte sur la prévention active grâce à l'utilisation de caméras thermiques infrarouges à l'avant des navires. Les cétacés étant des animaux à sang chaud, leurs corps et leurs souffles se détachent nettement sur l'eau froide environnante. L'équipe de recherche collabore avec la compagnie maritime Fred Olsen et mène des essais en conditions réelles de navigation à bord de deux de ses navires rapides.
Cependant, les fortes vagues, la réflexion solaire, l'humidité et la brume perturbent les lentilles, réduisant considérablement le contraste thermique des images. Pour pallier ce problème, Marín Delgado a développé un modèle d'intelligence artificielle capable de quantifier la qualité des images thermiques et de prédire, avec une précision mathématique, la probabilité d'observations réelles dans différentes conditions environnementales.
L'objectif de ce système automatisé est qu'il soit parfaitement fiable pour émettre des avertissements précoces et sans ambiguïté en temps réel aux pontons : « Vous avez un cachalot à 300 mètres devant vous, changez de cap ou vous allez le percuter. » La thèse de doctorat a été examinée par un jury d'experts. Fabian Lorenzo, de l'Université de La Laguna; Laura Botigué, de l'Université de Barcelone; et Virginie Laura Ballerín, de l'Université nationale de Mar del Plata.
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