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Quel est l'impact du bruit sur la faune maritime ?

Loin du monde du silence, le milieu marin doit se concevoir comme un environnement sonore. L’océan est porteur de bruits d’origine physique (vagues, pluie, glace, séismes) et biologiques (chant des baleines, clics des dauphins, claquements de crevettes ou d’oursins). Ce paysage acoustique est essentiel pour la faune marine. Il participe, entre autres, à l’orientation des larves, à la communication des animaux entre eux, à la détection de prédateurs. Toutefois, depuis un peu plus d’un siècle, les activités humaines modifient grandement ce paysage acoustique. Les bruits d’origine anthropique proviennent des navires, des installations posées en mer, des sonars et plus récemment de l’utilisation des énergies marines renouvelables. La faune marine perçoit-elle ces nouveaux sons ? La question de l’impact des sons anthropiques sur la faune marine se révèle un enjeu écologique et économique majeur pour les années à venir. Les auteurs montrent la diversité de leurs effets sur la faune grâce à une approche multidisciplinaire associant la physique, la réglementation, la biologie et l’étude d’impact ; une place particulière est donnée aux premiers retours d’expérience de production d’énergies marines renouvelables (EMR) en Europe. Cet ouvrage se veut un premier état des lieux d’un champ de recherche qui ne fait que commencer. 

L'expression pollution anthropique désigne l'activité humaine comme principale coupable des émissions de gaz à effet de serre, qui sont elles-mêmes responsables du réchauffement climatique. Le gaz incriminé et généré par nos activités s'appelle le dioxyde de carbone ou CO2. Sa concentration dans l'atmosphère n'a cessé d'augmenter ces dernières décennies. D'ailleurs, la majorité des gaz à effet de serre a été émise par l'homme dans les années soixante. Augmenter la concentration d'un gaz à effet de serre augmente également son effet et donc la quantité d'énergie qu'il retient. Pour rappel, le gaz à effet de serre laisse entrer le rayonnement solaire, mais bloque le rayonnement sortant émis de la Terre vers l'espace. 

Bien qu'il soit le plus connu, il faut savoir que le dioxyde de carbone n'est pas l'unique gaz à effet de serre que l'homme émet. Notre fonctionnement a aussi favorisé la hausse de la concentration de gaz Les activités industrielles peuvent par exemple, polluer les cours d'eau en déversant leurs déchets comme des matières organiques, azotées ou encore des pesticides. L'agriculture emploie également des substances qui peuvent altérer les sols et l'atmosphère comme les nitrates (engrais), les pesticides, les matières organiques ou azotées (lisiers) ainsi que le phosphore (engrais). Les aménagements humains altèrent la morphologie des cours d'eau ainsi que leur composition. Par exemple, la construction de puits en grande quantité a été la cause de la présence d'arsenic dans l'eau et d'empoisonnements de certaines populations dans le monde. 

En ce qui concerne les enjeux et impacts environnementaux, on remarque au cours des dernières études scientifiques une variation du contenu thermique des océans, c'est-à-dire que la température de l'eau est en constante augmentation. Ceci induit une élévation du niveau de la mer. On voit surgir aussi une modification des précipitations avec des changements climatiques extrêmes. Cela se traduit par l'apparition de périodes de sécheresse, des inondations, des tempêtes, des ouragans, des tsunamis, etc. Ces bouleversements climatiques impactent le règne animalier puisque certaines espèces disparaissent, comme le dauphin en Chine. 

Car si le bruit affecte les humains, il est de plus en plus clair que cette forme de nuisance concerne aussi les autres formes de vie. C’est particulièrement le cas pour les animaux : nous verrons ici que le bruit affecte la capacité des animaux à communiquer, capacité qui détermine toute une série de leurs comportements vitaux. Le bruit a en effet des conséquences directes sur les capacités de survie des animaux (voire de certaines plantes), en première approche en raison de son influence sur leurs aptitudes comportementales, mais aussi parce que le bruit affecte le bon fonctionnement de leur métabolisme. Le bruit modifie donc négativement le comportement des animaux, l’état de santé des espèces et modifie l’équilibre des écosystèmes. 

Du point de vue physique, le bruit ne se distingue pas du son. En fait, la notion de bruit peut varier d’un individu à l’autre. Certains vont percevoir les émissions sonores d’oiseaux comme des chants doux évoquant la campagne et les vacances, d’autres vont les percevoir comme des bruits venant perturber leur tranquillité. De même, les émissions sonores des crevettes sont définies comme des bruits par les sous-mariniers et comme des sons importants par les biologistes ! La notion de bruit, au-delà des facteurs acoustiques, dépend de notre culture, de notre éducation et de notre environnement. 

En ce qui concerne la biodiversité, le bruit peut être causé par des sources abiotiques comme biotiques ; Les premières sont liées aux événements sonores tels que le tonnerre, le vent, les vagues, la marée, les éruptions volcaniques, etc. Les secondes proviennent des sons produits par les êtres vivants, qu’il s’agisse d’espèces animales ou de l’être humain. Nous ne savons pas si les animaux perçoivent les bruits intempestifs comme disharmonieux, mais il n’en reste pas moins que nous verrons que les effets négatifs du bruit peuvent être caractérisés pour de multiples espèces et groupes d’espèces. 

Globalement, ces foyers de pollution sonore accompagnent la progression de l’urbanisation, qui est croissante dans le monde entier. En mer, le bruit d’origine humaine est aussi d’origine multiple, qu’il s’agisse des eaux de surface ou des profondeurs, à la fois sur les côtes et en haute mer : circulation des navires de toute sorte et des véhicules de loisir (jet- ski, etc.), exploitation des ressources sous-marines, exploration sismologique, travaux de toutes sortes (battages de pieux, notamment), éoliennes off-shore, hydroliennes, exercices militaires, etc. Du fait de l’expansion des activités humaines à l’échelle du globe et de la généralisation de l’industrialisation au cours du XXe siècle, rares sont devenus les lieux exempts de toute perturbation 

Ces perturbations d’origine humaine sont sensibles dans les zones habitées et exploitées par l’être humain et ont pris une telle ampleur qu’elles sont fortement présentes même dans les zones dites  naturelles protégées, définies par l’Union internationale pour la conservation de la nature comme des espaces géographiques clairement définis, reconnus, dédiés et gérés par des moyens légaux ou autres, afin de favoriser la conservation à long terme de la nature, des services écosystémiques et des valeurs culturelles. 

Chez le rat, l’exposition à un niveau de bruit élevé s’est traduite par une surproduction persistante de nombreuses molécules, notamment dans le cerveau, le foie et l’intestin. Au niveau cérébral, il a été observée une surproduction persistante de molécules impliquées dans les pathologies de type Alzheimer, associée à la surexpression de protéines inflammatoires marqueurs de neuro-inflammation et de stress* oxydatif. L’exposition chronique au bruit durant une vie pourrait ainsi accélérer le développement de pathologies de type Alzheimer du fait de l'installation progressive d'un état inflammatoire cérébral. Au niveau du foie et de l’intestin, une augmentation persistante de molécules contribuant à la résistance à l'insuline a été observée, ce qui est facteur de diabète. L’installation d'un état inflammatoire dû à la présence de molécules pro-inflammatoires a également été  notée, ceci en parallèle avec une altération de la flore intestinale. Il est ainsi suggéré que l’exposition chronique au bruit durant une vie pourrait faciliter le développement du syndrome métabolique associé à l’obésité et qui augmente le risque de diabète et de maladies cardiovasculaires.  

Une expérience menée sur des souris a également trouvé une corrélation entre cardiopathies et exposition au bruit du fait de l’augmentation du taux de nombreuses molécules et hormones. Dans la suite de ce rapport, les impacts seront décrits selon les deux grands milieux (aquatique et terrestre), et selon les taxons* (par groupe d’espèces ou par espèce). Certains aspects des effets de la pollution sonore seront examinés pour des espèces précises, mais en ce qui concerne les groupes d’espèces, les effets seront présentés de façon globale : il faudra alors garder à l’esprit que tous les effets décrits ne concernent pas nécessairement toutes les espèces membres du groupe. 

Contrairement à ce qu’énonçait le commandant Cousteau dans les années 1950 pour caractériser l’océan, les milieux marins ne sont pas « le monde du silence ». Depuis cette époque, un certain nombre d’études réalisées ont montré que l’océan est un monde sonore et même particulièrement amplifié par le fait que les océans se comportent comme d’immenses open spaces.  

Dans le milieu maritime, les impacts de la pollution sonore sur les mammifères sont les plus étudiés après ceux concernant les oiseaux en milieux terrestres : cela est dû au fait que certaines conséquences sur ces animaux sont plus directes et visibles, en particulier quand il s’agit d’échouages en masse. De façon générale, l’audiogramme* des animaux marins montre que la plage de fréquences* perçues est plus étendue que chez les animaux terrestres. Dans l’ensemble donc, ces animaux disposent d’une ouïe plus large bande. La cause principale de la pollution sonore en mer provient du trafic maritime, qui est en constant accroissement depuis plus d’une centaine d’années, et qui est devenu de plus en plus bruyant du fait de la motorisation. En Méditerranée, le trafic des cargos et des navires de croisière double ainsi actuellement en moins de quatre ans. Les navires de grande taille (cargos, paquebots), qui produisent des bourdonnements assourdissants, ne sont pas les seuls en cause.  

Il faut aussi compter avec les prospections géophysiques et les sites d’extraction off-shore, qui créent des nuisances très importantes depuis la phase d’exploration jusqu’à leur fonctionnement, mais aussi le dragage, et l’utilisation de canons à air lors des campagnes de recherche pétrolière et gazière. Les exercices militaires utilisent quant à eux des sonars*, tout comme la pêche industrielle. Une nouvelle source de bruit a émergé depuis peu et se développe : l’implantation d’éoliennes off-shore, qui génère des bruits de pilonnage pour leur installation puis des bruits liés aux pales en fonctionnement ; et il faut également compter avec l’installation et le fonctionnement des hydroliennes, dont le nombre est appelé à se multiplier. 

L’ensemble de ces sources sonores pose de graves problèmes à la faune marine dans toutes ses composantes. Le Natural ressources defense council des États-Unis estime ainsi que la pollution sonore dans les océans double tous les dix ans depuis 1950 et que le niveau sonore global sous-marin a augmenté de 20 dB au cours des cinquante dernières années. Sur la même période, le niveau sonore dans le domaine des fréquences* inférieures à 1000 Hz, particulièrement le fait de la navigation, a été multiplié par plus de vingt, ce qui est particulièrement problématique pour les poissons, comme nous le verrons plus loin. 

En mer, la pollution sonore affecte la capacité de communication entre animaux et complique donc les rencontres entre partenaires en particulier pour la reproduction : il en résulte un moindre brassage génétique des populations. La pollution sonore peut parfois remettre en cause la survie, notamment quand elle engendre des problèmes de malnutrition en cas de plus grande difficulté à utiliser le signal sonore pour la recherche de proies, surtout lorsque les activités de pêcheries industrielles ont déjà appauvri les écosystèmes marins ; 

La pollution sonore maritime complique aussi souvent l’orientation et par conséquent la précision des déplacements. Dans les cas les plus extrêmes, la pollution sonore peut provoquer des échouages ou la collision avec les navires. Dans tous les cas, elle exige une vigilance plus élevée et engendre de la sorte un stress* supplémentaire. Il résulte globalement de l’ensemble de ces contraintes une plus grande dépense énergétique en cas de bruit chez  les organismes marins. 

Les mammifères marins peuvent en cas d’exposition importante au bruit être victimes de pertes d’audition temporaires ou permanentes, par exemple en cas d’exposition à des tirs de canons à air utilisés dans le cadre de recherches de pétrole et de gaz. Les pertes d’audition temporaires sont notamment bien décrites chez certaines espèces : c’est notamment le cas chez les bélugas, les grands dauphins, les marsouins communs ou encore les otaries de Californie, les phoques communs ou les éléphants de mer. Chez les pinnipèdes*, l’origine des pertes d’audition peut bien entendu aussi provenir des bruits circulant dans l’air.  

Comme les autres animaux, les mammifères marins peuvent réagir au masquage produit par le bruit anthropique. Ce type de réponses est bien documenté. En présence de bruit anthropique, un certain nombre d’espèces modifient les paramètres de leurs émissions sonores. C’est particulièrement le cas chez les cétacés*, qui modulent leurs chants et leurs vocalisations en fonction du bruit ambiant.  

Certaines baleines migratrices dont les baleines boréales et les baleines grises dévient leurs routes de migration lorsqu’elles sont confrontées à des bruits industriels. À noter toutefois que ces comportements d’évitement peuvent dans certains cas être modulés en fonction de l’activité des mammifères marins : selon les observations existantes, plusieurs espèces de dauphins évitent les navires lorsqu’ils se reposent, les ignorent lorsqu’ils sont à la recherche de nourriture et peuvent même les approcher lorsqu’ils sont motivés par des comportements de socialisation. 

Chez cette espèce, un certain nombre de réponses à la pollution sonore étaient déjà bien connues : délocalisation, modifications comportementales et évolution de la fréquence* des appels et des intervalles entre ces derniers. Mais le hasard a eu pour conséquence que les attentats du 11 septembre 2001 se sont traduits par un arrêt du trafic maritime dans la baie de Fundy (Canada), car il n’était plus possible de faire escale dans les ports américains. Il en a résulté pendant quelques mois une baisse moyenne de la pollution sonore de 6 dB, cette baisse étant particulièrement significative en dessous de 150 Hz. Durant cette période, les analyses conduites sur les fèces des baleines franches ont montré que le taux de glucocorticoïdes (hormone de stress*) qu’ils présentaient étaient en forte baisse, première preuve apportée sur des mammifères aquatiques sauvages en matière d’impact chronique négatif du bruit anthropique sur le métabolisme*. 

Les poissons sont pour la plupart sensibles au bruit et nombre d’espèces émettent des sons variés en claquant du bec, en grinçant des dents, en frottant leur nageoire sur leurs écailles, en stridulant grâce aux opercules de leurs ouïes ou en utilisant des muscles sonores attachés à leur vessie natatoire* ou situés à proximité de celle-ci. Ils communiquent ainsi beaucoup entre eux en produisant des sons dans le registre des percussions. Les objectifs de cette communication sont variés : éloignement de prédateurs ou de concurrents, attraction des partenaires et parades nuptiales, etc. À ce jour, plus de 700 espèces de poissons sont connues pour émettre des sons, mais le nombre d’espèces concernées est sans aucun doute supérieur. Les poissons n’ont pas besoin d’oreille externe pour entendre, car la densité de leurs corps est sensiblement égale à celle de l’eau : les vibrations sonores sont ainsi conduites directement dans les muscles, les tissus et les cartilages. L’audition est organisée chez les poissons à travers trois principaux organes : l’oreille interne, la vessie natatoire* et, dans une moindre mesure, le système de la ligne latérale mécano-sensorielle, qui se situe le long du corps. Certains poissons sont dépourvus de vessie natatoire*, mais ceux qui en sont pourvus et chez qui cet organe est relié à l’oreille interne sont dénommés spécialistes, par opposition aux poissons dits généralistes. La plupart des poissons entendent les fréquences* inférieures à 1000 Hz. 

Certains animaux marins invertébrés comme les mollusques et les coquillages n’ont pas de système auditif à proprement parler, mais sont tout de même affectés par la dimension du sonore : ils possèdent en particulier un organe sensoriel, nommé statocyste, qui joue le rôle d’oreille interne et qui est composé de cellules ciliées. Le statocyste*est constitué d’une chambre remplie de liquide et qui contient une statolite* comparable à celle de l’oreille interne des vertébrés*. Cet organe permet à de nombreux crustacés et à la plupart des céphalopodes* de maintenir leur position dans la colonne d’eau et d’identifier la direction verticale. 

Chez certaines huîtres, il semble enfin que l’on soit aussi sensible au bruit. Comme d’autres invertébrés*, les huîtres ne possèdent pas d’oreille interne mais disposent d’un statocyste* qui leur permet de détecter leur position par rapport à la marée grâce au bruit des vagues. Elles sont ainsi sensibles aux vibrations des ondes sonores. Dans le cadre d’une expérience menée par M. Charifi et al. et rendue publique en 2017, 32 huîtres du Pacifique (Crassostrea gigas) ont été immergées avec des capteurs collés sur leurs valves. Un son d’une fréquence* variant de 10 à 20 000 Hz était diffusé pendant trois minutes toutes les 30 minutes pendant sept à huit heures. Il en ressort que les huîtres se ferment de façon synchrone pour les fréquences* allant de 10 à 1 000 Hz, soit les fréquences* émises par l’essentiel de la flotte marine. Cette pollution conduit donc à une malnutrition et un retard de croissance puisque dans le milieu naturel, les huîtres se ferment en cas de contrainte ou de menace. 

 

Au fil de l’avancement de la recherche scientifique, la crise écologique durable que traverse notre planète est de mieux en mieux connue. Cette véritable transformation du système Terre est d’ailleurs sans doute plus qu’une crise, comme le souligne l’hypothèse Anthropocène : selon cette hypothèse de plus en plus solide, les sociétés humaines seraient ainsi devenues désormais la principale force à l’origine de l’évolution de la biosphère. 

Cette situation préoccupe et inquiète de plus en plus nos contemporains, y compris en France. Selon une enquête d’opinion réalisée par Ipsos-Sopra Steria pour le journal Le Monde, la Fondation Jean-Jaurès et l’Institut Montaigne, et rendue publique en septembre 2019, les Français sont 52 % à placer en têtes de leurs préoccupations la protection de l’environnement, devant l’avenir du système social et le pouvoir d’achat. Face à cette préoccupation, les initiatives citoyennes, privées et publiques se multiplient de plus en plus, qu’il s’agisse de défense des milieux naturels, d’alimentation durable ou encore de développement des énergies renouvelables, entre autres. Dans les pays industrialisés comme ailleurs, les citoyens sont donc très inquiets de la situation actuelle et de l’avenir de notre planète, et ils le font savoir. L’opinion publique est donc alertée et vigilante, mais elle reste peu informée des effets du bruit sur la biodiversité. Nous avons vu en introduction de ce rapport que la crise de la biodiversité fait partie des éléments les plus importants de la crise écologique globale. Ses causes les mieux répertoriées sont la disparition et la fragmentation des habitats naturels, ainsi que les pollutions d’origine chimique, pesticides en tête.  Il Apparaît pourtant que le rôle joué par la pollution sonore sur la biodiversité est avéré et sans doute notable. L’érosion de la biodiversité est bien entendu multifactorielle et il est difficile d’isoler la contribution de la pollution sonore des autres pressions anthropiques qui fragilisent les écosystèmes (par exemple, pour les cétacés, les facteurs en cause sont le réchauffement climatique, les pêches, la pollution chimique (plastique), le trafic maritime (risque de collision), la pollution sonore, les activités côtières...). Force est toutefois de constater que les travaux de synthèse en matière d’impact de la pollution sonore restent encore très rares, qu’il s’agisse des niveaux nationaux comme du niveau international : à ce jour, aucune synthèse scientifique d’ampleur n’a été établie au niveau mondial pour caractériser les effets du bruit sur la biodiversité.  

Du point de vue de la recherche, le niveau de connaissance diffère beaucoup selon les taxons*. Au fil de l’accumulation des études conduites depuis le XXe siècle, le savoir scientifique sur les effets du bruit sur les animaux apparaît comme déjà robuste et important en ce qui concerne notamment les mammifères marins et les oiseaux, qui ont déjà fait l’objet de nombreux travaux, et à un moindre degré pour les poissons, voire pour les amphibiens*. 

 

En matière de réglementation, de premières opportunités existent déjà en France et en Europe pour prendre en compte le rôle des pollutions sonores d’origine anthropique en matière d’impact sur la biodiversité, par exemple dans le cadre des Plans de prévention du bruit dans l’environnement (PPBE), des Plans d’action pour le milieu marin (PAMM), des études d’impact et de la gestion des sites Natura 2000. 

  

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