MARSOUINS COMMUNS LE LONG DES COTES FRANÇAISES.

MISE EN PLACE D UN SUIVI PAR ACOUSTIQUE PASSIVE DES MARSOUINS COMMUNS LE LONG DES COTES FRANÇAISES. REVUE BIBLIOGRAPHIQUE ET RECOMMANDATIONS DANS LE CADRE DU PROGRAMME D ACQUISITION DE CONNAISSANCES NATURA2000 EN MER Photo : F. Nicolas-GECC UNIVERSITE DE LA ROCHELLE FEDERATION DE RECHERCHE EN ENVIRONNEMENT ET DEVELOPPEMENT DURABLE CENTRE DE RECHERCHE SUR LES MAMMIFERES MARINS Pôle Analytique 5 Allée de l Océan 17 000 LA ROCHELLE TEL : 05 46 44 99 10 - FAX : 05 46 44 99 45 - E-mail : crmm@univ-lr.fr - Web : http://crmm.univ-lr.fr

MISE EN PLACE D UN SUIVI PAR ACOUSTIQUE PASSIVE DES MARSOUINS COMMUNS LE LONG DES COTES FRANÇAISES. REVUE BIBLIOGRAPHIQUE ET RECOMMANDATIONS Mai 2011 Flore Samaran 1, Pierre Watremez 2, Vincent Ridoux 1 1 Centre de Recherche sur les Mammifères Marins (CRMM) Université de La Rochelle, 5 Allée de l Océan 17 000 La Rochelle 2 Agence des Aires Marines Protégées (AAMP) 16 quai de la Douane - 29229 Brest Cedex 2 Page 2

Remerciements Ce travail n aurait pu être établi sans les conseils et l aide d un certain nombre d organismes et de personnes. Nous tenons ici à les remercier tous en particulier Ludivine Martinez (notamment pour sa synthèse préliminaire à l action Natura 2000 sur l état des connaissances sur la distribution du marsouin commun sur les côtes françaises), Willy Dabin, Olivier Van Canneyt, Ghislain Doremus et toute l équipe du CRMM. Les organisateurs et les partenaires de SAMBAH en particulier Julia Carlstrom, Mats Amundin, Len Thomas, Nick Tregenza, Jakob Tougaard, Sophie Hansen, Hanna Nuuttila et Jens Koblitz pour tous leurs précieux conseils et leur retour d expérience. Et enfin pour leurs nombreux conseils sur la logistique, la technique et la mise en œuvre nécessaire pour la création d un suivi des marsouins communs par acoustique passive le long des côtes françaises nous tenons à remercier grandement François Gally et l équipe du Groupe d Etudes des Cétacés du Cotentin ; Lucia di Iorio et Cédric Gervaise de l ENSTA ; Philippe le Niliot du Parc Naturel Marin d Iroise ; Emmanuel Bruger, ancien marin pêcheur ; Coraline Jabouin du CRPMEM- Aquitaine et Manollo Castellote de la NOAA. Page 3

Sommaire Introduction 8 I. Etat des connaissances du marsouin commun le long les côtes françaises 9 I.1. Distribution 9 I.2. Comportement, régime alimentaire et habitat 12 I.3. Menaces 13 I.4. Les zones Natura 2000 en mer et le marsouin commun 13 II. Utilisation de l acoustique passive pour le suivi du marsouin commun 16 II.1. Détection acoustique du marsouin commun 16 II.2. Les outils 17 II.2.1. Suivi par acoustique passive avec un hydrophone tracté 17 II.2.2 Suivi par acoustique passive avec un hydrophone statique 17 II.3. Méthodologie du suivi par acoustique passive statique 18 II.3.1 Les instruments 18 II.3.2. Le post traitement 19 II.3.3. Efficacité du détecteur automatique 20 II.3.4. Echelles temporelle et spatiale de la méthode 21 II.3.5. Résultats possibles : densité relative ou absolue? 21 III. Exemples de suivis de marsouins par acoustique passive statique 23 III.1. Le projet d acquisition de connaissance N2000 en Allemagne 23 III.2. Le projet LIFE + SAMBAH 25 III.3. Autres études où plusieurs espèces cohabitent 28 IV. Conception d un observatoire acoustique pour le suivi des marsouins communs en France : stratégie, faisabilité et recommandations 29 IV.1. Définir les objectifs que l on souhaite atteindre 29 IV.1.1. Scénario 1 30 IV.1.2. Scénario 2 32 IV.2. Faisabilité 34 IV.2.1. Bathymétrie des côtes françaises 35 IV.2.2. Nature du fond 35 IV.2.3. Vents, courants et marée 35 Page 4

IV.2.4. Trafic maritime, pêche et industrie 36 IV.3. Quel type de mouillage pour ces contraintes et quel moyen à la mer associé? 37 IV.3.1. Systèmes d ancrage devant résister aux vents, courants et marée 37 IV.3.2. Systèmes d ancrage devant résister aux activités de pêches 38 IV. 4. Les étapes indispensables pour l observatoire 41 V. Résumé des scénarios possibles et estimation du coût global de l observatoire 43 V.1. Synthèse des scénarios possibles 43 V.2. Estimation du budget 44 VI. Proposition d une phase de pilote pour affiner la conception d un observatoire acoustique pour le suivi des marsouins communs en France 47 VI.1. Pourquoi un pilote? 47 VI.2. Objectifs du pilote 47 VI.3. Méthodologie 48 Conclusion 49 Bibliographie 50 Page 5

Liste des Figures Figure 1. (a) Distribution de l effort d observation en Atlantique et en Manche (maille 20x20) et (b) distribution des observations de marsouins communs réalisées en effort en Manche et en Atlantique. (source : campagnes ROMER, ATLANCET, SCANS-II, CRMM, Océanopolis, le GECC, OCEAMM). Figure 2. Cartes de répartition et de densité (nombre d individus/km²) du marsouin commun établies au cours des campagnes SCANS (a) de 1994 et SCANS-II (b) de 2005 (SCANS, 2006). Figure 3. Carte des observations en mer confirmées de marsouins communs le long des côtes françaises (source : CRMM, Océanopolis, le GECC, OCEAMM et l'aérobaie du Mont Saint-Michel). Figure 4. Distribution des échouages de marsouins communs le long des côtes françaises de 2002 à 2008 (source : RNE). Figure 5. Zones Natura 2000 en mer proposées par la France et zones d intérêts «connues» du marsouin commun à la côte (ellipses violettes) et au large (ellipses rouges). Figure 6. C-POD (source Chelonia Ldt). Figure 7. Nombre de minutes par jour d enregistrement où des clics de marsouins (en rose) et de dauphins (en bleu) ont été détectés par un T-POD (source Chelonia Ldt). Figure 8. Réseau de T-POD (croix) mis à l eau de 2002 à 2005 le long des côtes de l Allemagne (source : Verfuss et al 2007). Pour faciliter les analyses la zone d étude a été divisée en 3 secteurs (I, II et III). Figure 9. Pourcentage de jours avec des détections de marsouins par trimestre pour les 3 sections de l aire d étude sur les 4 années d enregistrements (source : Verfuss et al 2007). Figure 10. Parc de C-POD du projet LIFE+ SAMBAH (source : SAMBAH). Figure 11. Mise à l eau des premiers instruments (source : SAMBAH). Figure 12. Description du mouillage de base pour le projet SAMBAH (source : SAMBAH). Figure 13. Conception de l observatoire pour le scenario 1 : dans une zone définie pour le suivi par acoustique passive des marsouins communs et couvrant toutes les côtes françaises (en jaune), chaque croix représente la position d un instrument. Les instruments sont séparés de 20mn. Figure 14. Conception de l observatoire pour le scenario 2 : on concentre la répartition des instruments dans des secteurs ou boites identifiées à dire d expert d intérêt pour les marsouins ou dans des zones Natura 2000 proposées. Figure 15. Bathymétrie des côtes françaises (source : Meteo France). Sous l isobathe des 100 m le déploiement est possible moyennant une logistique adéquate. Figure 16. Carte des principaux enjeux connus liés aux usages et aux ressources du milieu marin le long des côtes françaises. Source AAMP. Figure 17. a) schéma du mouillage à Cardigan Bay, Pays de Galles (source : Simon et al 2010) et b) schéma du mouillage pour le projet Nysted Offshore Winf Farm, mer Baltique (source : Carstensen et al 2006). Figure 18. Instrument fixé verticalement sur une structure de type tripode couplé à d autres appareils (image: J.Backers, MUMM, source : Haelters 2009). Figure 19. Système de mouillage couplé (a) ou déployé à proximité (b) d une bouée de signalisation déjà existante (source : Haelters 2009). Figure 20. C-POD fixé sur une épave en Baie de Seine occidentale par le Groupe d Etudes des Cétacés du Cotentin. Figure 21. C-POD dans un casier à Homard (source : Ilfracombe research project, Devon Wildlife Trust, University of Exeter et Natural England). Page 6

Liste des Tableaux Tableau 1 : Estimation globale du budget envisagé dans le cas du scenario 1 Tableau 2 : Estimation globale du budget envisagé dans le cas du scenario 2 Page 7

Introduction Dans le cadre de l avenant n 2 de la convention entre le MEEDDM et le CRMM n 0001610 relative aux activités d observatoire et d expertise du CRMM, une des actions consiste en la détermination des schémas de présence et d indicateur de densité relative du marsouin commun (Phocoena phocoena) au large des côtes françaises de la mer du Nord, de la Manche et de l Atlantique par acoustique passive. Cette action s inscrit dans le volet «mammifère marin» du programme d acquisition de connaissances Natura 2000 audelà de la mer territoriale, en vue de la désignation des sites Natura 2000 en mer. Le présent rapport a pour but de faire un inventaire de la bibliographie disponible relative à la faisabilité d un observatoire acoustique pour la mise en place d un suivi des marsouins communs le long des côtes françaises dans le cadre de la démarche Natura 2000 en mer. Il s articule en 4 parties. La première partie fait état des connaissances actuelles sur le marsouin commun et sa distribution le long des côtes françaises. Dans cette partie, les zones Natura 2000 proposées sont présentées afin de comparer i) les zones constituant des habitats connus pour le marsouin commun d après les connaissances actuelles, ii) les zones où les connaissances actuelles sont insuffisantes pour définir leurs importances pour le marsouin et iii) les sites actuellement proposés comme zone Natura 2000. Cette première partie permet de cibler quelle stratégie il est possible d adopter dans la collecte des données en vue de répondre aux objectifs de l action. La seconde partie décrit ce qu est un suivi par acoustique passive et l intérêt de son utilisation pour améliorer les connaissances sur le marsouin commun. Cette partie présente les outils disponibles, le type de données collectées et les résultats qu il est possible d obtenir par cette méthode. Dans une troisième partie, les deux principaux exemples de suivis par acoustique passive réalisés ou en cours de réalisation en Europe sont détaillés. L analyse de ces expériences permet de connaitre plus précisément la méthodologie à mettre en place selon les objectifs que l on souhaite atteindre ; les moyens à mettre en œuvre et les limites de la méthode, à différents niveaux, de la logistique au type de résultats obtenus. La quatrième partie présente comment il est possible de concevoir un observatoire acoustique le long des côtes de la France en décrivant deux scénarios envisageables possible selon les objectifs que l on souhaite atteindre. Les différentes stratégies d échantillonnage possibles, les difficultés potentielles quant à la faisabilité dans les eaux qui entourent la France et les recommandations soulignées par les études passées sont alors présentées. La cinquième partie résume ces scénarios et présente une première estimation du coût global de l observatoire. Enfin, pour choisir et dimensionner le dispositif de cette action et calibrer l effort à mettre sur les différents scénarios proposés, la sixième et dernière partie de ce rapport présente l importance de débuter le projet par un pilote dans quelques régions bien définies. Page 8

I. Etat des connaissances du marsouin commun le long les côtes françaises Ce premier chapitre synthétise l état des connaissances du marsouin commun le long des côtes françaises. Des détails supplémentaires sont disponibles dans le rapport du CRMM «Etat des connaissances sur la distribution de deux espèces Natura 2000 : le grand dauphin et le marsouin commun sur les côtes françaises» (Martinez et al. 2010). I.1. Distribution Le marsouin commun (Phocoena phocoena) fréquente les eaux côtières froides à tempérées de l hémisphère Nord (Read 1999). Sur les côtes françaises, l espèce est observée en mer du Nord, en Manche et le long des côtes atlantiques (Figure 1 a et b). En revanche, elle est quasiment absente en Méditerranée (Frantzis et al 2001). a. b. Figure 1 : (a) Distribution de l effort d observation en Manche et en Atlantique (maille 20x20) et (b) distribution des observations de marsouins communs réalisées en effort en Manche et en Atlantique (source : campagnes ROMER, ATLANCET, SCANS-II, CRMM, Océanopolis, le GECC, OCEAMM). D après les figures 1 a et b, les observations en mer sont peu nombreuses. Dans certaines zones, notamment le long de la façade atlantique, en dépit d un effort d observation relativement important, les observations de marsouins communs restent rares. Sur les côtes françaises l espèce était considérée comme abondante jusque dans les années 50 mais la population a décliné drastiquement à partir des années 60-70 (Rosel 1997). La chasse directe (Read 1999) et la destruction de l habitat du marsouin commun (Donovan & Bjørge 1995) seraient les principales causes de cette disparition. Toutefois de récentes études ont montré une augmentation significative du marsouin commun en Manche depuis une quinzaine d années (MacLeod et al 2009) et autour de la Bretagne (Reid Page 9

et al 2003). Les résultats des campagnes internationales de recensements SCANS et SCANS-II (Small Cetaceans in the European Atlantic and North Sea 1994-2005) ont révélé que ce changement d abondance n est pas dû à une réelle augmentation de la population du marsouin mais plutôt à un changement dans la répartition des populations du nord vers le sud de la mer du Nord et en Manche (Hammond & MacLeod 2006 Figure 2). Cette migration pourrait expliquer l augmentation du nombre de marsouins communs observés mais aussi échoués sur les côtes françaises. Les estimations de population de SCANS-II estiment la population de la zone sud de la mer du Nord-Manche-mer Celtique à environ 40 900 (CV = 0.38) et à 2 900 (CV = 0.65) pour le talus du golfe de Gascogne et de la péninsule ibérique (Hammond & MacLeod 2006). a. b. Figure 2 : Cartes de répartition et de densité (nombre d individus/km²) du marsouin commun établies au cours des campagnes SCANS (a) de 1994 et SCANS-II (b) de 2005 (SCANS, 2006). De nos jours les observations en mer de marsouins communs enregistrées le long des côtes françaises sont encore assez peu nombreuses et localisées mais cette faiblesse dans les observations reflète surtout le manque de moyen dans l acquisition de données et/ou l inadéquation des moyens actuellement utilisés (Figure 1 a et b ; Martinez et al 2010). Les observations sont surtout faites dans le Nord-Pas de Calais (Simar 2010), en Manche (baie de Seine occidentale, baie du Mont Saint-Michel GECC, Aérobaie du Mont Saint-Michel), au nord-est et à l est de la pointe Bretonne (Océanopolis) et dans le golfe de Gascogne (campagne PELGAS, PELACUS) (Figure 3). Page 10

9 Depuis une quinzaine d année, une forte augmentation des échouages de marsouins communs a été observée le long de toutes les côtes de la France, de la mer du Nord au golfe de Gascogne (Figure 4). Ces dernières années, la principale cause de mortalité des marsouins échoués semble être la capture accidentelle. En effet plus de 40% des animaux échoués présentent des marques de captures. Les échouages ont lieu toute l année mais ils sont plus importants durant l hiver (de janvier à avril). Les plus grandes densités d animaux échoués portant des marques de captures se retrouvent sur les côtes de la Manche Orientale, au sud de la Grande Bretagne, mais aussi au sud du golfe de Gascogne (Van Canneyt et al 2009). Page 11

. Figure 4 : Distribution des échouages de marsouins communs le long des côtes françaises de 2002 à 2008 (Source : RNE). I.2. Comportement, régime alimentaire et habitat Le marsouin est un animal petit (150 cm en moyenne) et discret, généralement décrit comme peu social, il est souvent observé seul ou en petit groupe de 2 à 4 individus. Des études télémétriques ont montré que le marsouin effectuerait à plus de 80% des plongées peu profondes (<10m) et de courtes durées (<1min). La vitesse moyenne de nage serait inférieure à 1m/s (Otani 2000). Le régime alimentaire du marsouin varie entre les régions. Il se nourrit principalement de petits poissons démersaux (Donovan & Bjørge 1995), notamment de gadidés et de merlucidés (Read 1999). En Atlantique nord-est, les principales espèces consommées sont le merlan (Micromesistius poutassou), la sardine (Sardina pilchardius) et le chinchard (Trachurus trachurus) (Spitz et al 2006). Sa consommation journalière serait en moyenne de 4 à 5 kg de poissons (Fontaine et al 2007). Observé à proximité du littoral dans des profondeurs inférieures à 100 m (Carreta et al 2001, Wier et al 2007, Skov & Thomsen 2008), le marsouin a une préférence pour les eaux côtières, sa distribution semble fortement liée à celle de ses proies et diffère selon les saisons (Skov & Thomsen 2008). Une étude récente sur la caractérisation de la présence du marsouin en baie sud de la mer du Nord et en Manche Orientale (Simar 2010) a mis en évidence une saisonnalité des observations dans la zone. En effet, les observations étaient plus importantes en période hivernale. Une variation spatiale intra-annuelle de la présence du marsouin dans la zone d étude a également été notée. Les marsouins seraient observés plus près des côtes en été qu en hiver. Une saisonnalité dans les échouages a également été Page 12

reportée. Le pic annuel d échouage a lieu entre février et avril ; puis, un nouveau pic plus léger a lieu en aout et septembre en baie sud de la mer du Nord et Manche Orientale (Simar 2010). La distribution temporelle des échouages sur les côtes atlantiques est sensiblement la même (Van Canneyt et al 2009). On notera que certaines captures accidentelles ont eu lieu au large, à une certaine distance de la côte, ce qui indiquerait que l espèce n est pas uniquement côtière (Rogan & Berrow 1995). La présence de poissons pélagiques (clupéidés et carangidés) et d euphausiacés océaniques (Meganyctyphanes norvegica) dans des contenus stomacaux de marsouins (Read 1999, Spitz et al 2006) supportent l hypothèse que l espèce ne soit pas uniquement côtière. I.3. Menaces Par son comportement côtier, le marsouin commun est particulièrement soumis aux activités humaines. L habitat côtier des marsouins est de plus en plus industrialisé, et le taux de polluants dans les tissus des marsouins est élevé, notamment en PCB (Tilbury et al 1997). L habitat néritique et la nature des proies du marsouin augmentent la vulnérabilité de l espèce aux filets et donc aux captures accidentelles. Il est difficile d estimer le taux de captures accidentelles mais il est fort probable que ces captures soient la première cause de mortalité induite chez cette espèce (Gaskin 1984). Des estimations évaluent le nombre de captures à environ 300 marsouins par an (CV = 0.64) pour la Manche et l Atlantique (Morizur et al 2009, Morizur In Ridoux & Van Canneyt 2010). Les trémails et les filets maillants seraient les principaux responsables des captures accidentelles de marsouins en mer du Nord (Haelters & Camphuysen 2009). Des «niveaux soutenables de capture» sont déterminés pour fixer des seuils acceptables de captures accidentelles. Le prélèvement biologique potentiel désigné dans le cadre des accords ASCOBANS fixe ce taux à 1% de l estimation basse de la population (Donovan & Bjørge 1995). Une étude en mer Celtique estime que 2200 individus par an sont capturés dans des engins de pêche, soit 6,2 % de la population (Tregenza et al 1997). I.4. Les zones Natura 2000 et le marsouin commun Le marsouin commun est listé dans l annexe II de la Directive Habitats au titre d espèce nécessitant la mise en place de zones spéciales de conservation (ZSC) et dans l annexe IV impliquant une protection stricte de l espèce. Les ZSC de la directive habitats (92/43/CEE) et les zones de protection spéciale (ZPS) définies sous la directive oiseaux (2009/147/CE), forment un réseau de sites protégés à travers l Europe, le réseau Natura 2000. Le volet marin de Natura 2000, Natura 2000 en mer a pour but d établir un réseau cohérent de zones de conservation maritimes, à l instar du réseau terrestre. Les procédures de désignation des sites Natura 2000 s appuient sur des critères scientifiques définis dsans l Annexe III de la Directive Habitats. Or le marsouin commun comme la plupart des mammifères marins est une espèce mobile et largement distribuée dont l observation est assez difficile et en conséquence souvent biaisée selon les segments de population ou les circonstances de l observation. La définition de leurs zones d habitats se heurte à des difficultés (Embling et al 2010). Cependant, l'article 4 de la Directive Habitats indique que Page 13

pour les espèces aquatiques qui occupent de vastes territoires, des ZSC ne sont proposées que s'il est possible de déterminer clairement une zone qui présente les éléments physiques et biologiques essentiels à leur vie et leur reproduction. Une réunion de la Commission Européenne en 2000 a défini que les zones potentiellement sélectionnables pour les espèces hautement mobiles comme les mammifères marins sont identifiables par 3 facteurs : - la présence continue ou régulière de l espèce ; - une densité de population importante par rapport aux zones voisines ; - un fort pourcentage de juvéniles durant une partie de l année. Figure 5 : Zones Natura 2000 en mer proposées par la France et zones d intérêts «connues» du marsouin commun à la côte (ellipses violettes) et au large (ellipses rouges) Actuellement, les zones Natura 2000 en mer proposées pour le marsouin commun regroupent 36 sites dont un classé comme remarquable pour l espèce (figure 5). Ce site désigne les falaises du Cran aux Œufs et du Cap Gris-Nez, les marais de Tardinghen, les dunes du Chatelet et de Wissant. Tous les sites désignés sont côtiers, or, les marsouins également présents à plusieurs dizaines voire centaines de kilomètres des côtes, zones actuellement non concernées par les sites Natura 2000. La figure 5 met en évidence les sites d intérêts «connus» pour le marsouin commun (ellipses entourées en mauve et en rouge). Les parties côtières qui ne sont pas entourées le long des 2 façades ne peuvent pas être définies comme des zones dépourvues de marsouins. L effort d observation et les connaissances actuelles sur Page 14

la distribution et l habitat du marsouin le long des côtes françaises sont actuellement insuffisants pour désigner précisément des zones et en exclure d autres d où le besoin d un programme de collecte de données nationales. Page 15

II. Utilisation de l acoustique passive pour le suivi du marsouin commun II.1. Détection acoustique du marsouin commun Pour des espèces peu démonstratives et difficiles à observer comme le marsouin commun, il est possible d avoir recours à une autre technique de suivi que le suivi visuel classique : l acoustique passive (Verfuss et al 2007). Cette méthode consiste à enregistrer tous les sons présents dans le milieu marin au moyen d un hydrophone, puis de chercher dans ce bruit ambiant des signaux sonores spécifiques émis par les cétacés. Ce sont les caractéristiques fréquentielles mais aussi la forme et la durée des signaux émis qui permettent de distinguer les espèces présentent dans une aire d écoute donnée. Pour attribuer un signal sonore enregistré à une source animale, il est essentiel en amont d effectuer des observations visuelles en complément d un suivi acoustique. Cependant depuis plus d une cinquantaine d années des suivis acoustiques et visuels ont eu lieu dans toutes les mers du globe et des catalogues de sons existent ce qui permet, pour certaines espèces, de s affranchir d observations visuelles quand on effectue un suivi par acoustique passive (e.g. Richardson et al 1998). Le suivi de cétacés par acoustique passive a l avantage de pouvoir être mené sous toutes conditions de visibilités et d éclairement, de jour comme de nuit et quel que soit l état de la mer. La taille de l aire d écoute dépend de la sensibilité du capteur, de la propagation du son, du bruit ambiant dans le milieu et des caractéristiques du signal luimême (fréquence et intensité). En effet selon la fréquence et l intensité d émission du signal, l atténuation de celui-ci dans le milieu pourra varier de quelques dizaines de mètres (pour les signaux à hautes fréquences) à plusieurs dizaines voire centaines de kilomètres (pour les signaux à basses fréquences). Comme tous les cétacés à dents, le marsouin commun utilise l écholocation (système qui consiste à envoyer des sons hautes fréquences et à écouter leurs échos pour localiser et identifier des éléments de l environnement i.e. obstacles, proies) pour sa recherche alimentaire (Beedholm & Miller 2007) et son orientation (Verfuss et al 2005). Ainsi, fréquemment, le marsouin émet des trains d ultrasons ou «clics», courts, dans une bande de fréquence étroite dont l énergie maximale se situe autour de 130 khz (Au 1993, Akamatsu et al 2007). Ces clics sont très distincts des autres clics d écholocation des odontocètes. La spécificité de ces clics et de leurs structures peut être utilisée comme un très bon indicateur de la présence du marsouin dans une zone au moyen d un suivi par acoustique passive. Page 16

II.2. Les outils Le suivi par acoustique passive peut être réalisé selon deux approches différentes. II.2.1. Suivi par acoustique passive avec un hydrophone tracté Un bateau tracte un hydrophone qui enregistre les sons du milieu marin. Un observateur acoustique ou encore un logiciel automatique de reconnaissance des signaux (type classifieur e.g. Pamguard, http://www.pamguard.org/home.shtml) identifie en temps réel les sons enregistrés et attribue la présence d une ou plusieurs espèces dans la zone. Cette méthode peut venir compléter une campagne d observations visuelles par transect en ligne la nuit ou, lorsque les conditions météorologiques ne permettent plus de faire un suivi visuel. Ici, cette méthode permet de mesurer la taille des groupes en suivant les différents angles de provenance des sons et d estimer la densité relative des animaux acoustiquement actifs dans la zone (en utilisant les même principe que le distance sampling). La complémentarité des deux approches, le visuel et l acoustique, permet d affiner grandement la collecte des données. Cette méthode a, par ailleurs, été utilisée dans les campagnes SCANS et SCANS-II (Hammond et al 1995). Le suivi par hydrophone tracté a l avantage d identifier en temps réel les animaux présents dans la zone mais elle possède néanmoins les mêmes désavantages qu une campagne d observations visuelles en mer. Ce suivi est couteux puisqu il nécessite un bateau et il ne peut se faire que sur de courtes périodes de temps avec une couverture spatiale relativement limitée. C est un «instantané» de la fréquentation des cétacés présents dans un lieu et pour un instant précis. De plus les résultats peuvent être biaisés pour des espèces farouches comme le marsouin qui auraient tendances à éviter les bateaux (Teilmann et al 2006, Buckland et al 2001, Dawson et al 2004). Par conséquent, cette méthode ne semble pas très adaptée pour acquérir des connaissances relatives à la présence des marsouins communs sur une grande surface et pendant une longue période temps et elle ne sera pas préconisée pour notre étude. II.2.2. Suivi par acoustique passive avec un hydrophone statique Un instrument contenant un hydrophone, une batterie et un disque dur interne est mis à l eau à une position fixe et enregistre de façon autonome les sons du milieu marin. Les données sont alors stockées dans une carte mémoire ou un disque dur interne. Elles ne pourront être accessibles pour l analyse qu à la récupération de l instrument. Le traitement des données ce fait donc a posteriori. Avant de mettre à l eau l instrument, il est possible de choisir le taux d échantillonnage (qui permettra d enregistrer toutes la bande de fréquences ou non) et la durée des enregistrements (en continu ou non). L autonomie des batteries ou de la mémoire est le facteur limitant de ces instruments. Pour enregistrer sur de longues périodes de temps il faut alors réduire le taux d échantillonnage ou la durée des enregistrements, tout dépend sur quelles espèces l étude sera ciblée. Pour les espèces qui émettent à de très hautes fréquences comme le marsouin Page 17

commun, il est nécessaire d enregistrer avec un taux d échantillonnage extrêmement grand. De nos jours, peu d instruments autonomes sont capables d enregistrer avec un taux d échantillonnage aussi important. Cependant il existe des instruments spécialement dédiés au suivi des marsouins par acoustique passive statique. Un suivi par acoustique passive statique permet de renseigner sur la distribution géographique et saisonnière des animaux acoustiquement actifs (Verfuss et al 2007). Pour répondre aux objectifs du programme d acquisition de connaissances sur le marsouin commun le long des côtes françaises, cette méthode semble être bien adaptée. Aussi, les détails de la méthode sont présentés dans la suite de cette partie. II.3. Méthodologie du suivi par acoustique passive statique II.3.1. Les instruments Pour le suivi par acoustique passive statique des marsouins on utilise une catégorie d instrument acoustique nommé POD. De façon générale, un POD est composé d un capteur (un hydrophone), une carte mémoire, des batteries et un processeur, le tout imbriqué dans un tube léger de PVC ou de polypropylène de dimension inférieure à un mètre de long. Plusieurs types de POD existent : le T-POD (Timing POrpoise Detector, Chelonia Ldt), le C-POD (Cetacean POrpoise Detector, Chelonia Ldt) et le PCL (Porpoise Click Logger, Aquabiota). Actuellement, seules les T-POD et les C-POD sont utilisés. Les PCL étant encore au stade de prototype ; nous ne décrirons pas ces instruments. En 2010, le German Oceanographic Museum a débuté une étude comparative entre les différents instruments existants. Le projet COSAMM (Comparison Of Static Acoustic Monitoring Method) devra apporter ses conclusions en 2012 (Dahne et al 2011). De façon générale le T-POD ou le C-POD analyse en temps réel le bruit ambiant et attribue à un évènement une source sonore. Le signal original qui atteste la présence de l évènement n est pas conservé. Pour décrire brièvement le principe, le capteur enregistre les sons du milieu marin et un algorithme de détection, interne à l instrument, compare directement l énergie présente entre une bande de fréquence de référence et celle des signaux d intérêts (i.e. clics de marsouin, grand dauphin, beluga). Lorsqu un bruit est en phase avec ces critères alors l instant auquel le signal d intérêt recherché a eu lieu et sa durée sont enregistrés dans un fichier comme un évènement. L instrument peut détecter comme évènements toutes sortes de sons dont la source n est pas un cétacé (crustacés, sonar de bateau ). La répétition, la durée et la fréquence des évènements détectés sont analysées à l aide d un logiciel spécifique et la source des évènements est alors catégorisée entre différentes possibilités : cétacé, probablement un cétacé, inconnu et enfin sonar de bateau. Tous les évènements acoustiques attribués à la présence de cétacés dans la zone d écoute sont ainsi répertoriés. La répétition des clics nommée «trains de clics» indiquent la présence de cétacés. La durée des intervalles entre les clics apportent des informations sur le comportement acoustique de l animal. Page 18

Le T-POD a été créé il y a moins d une dizaine d année par l entreprise Chelonia Ldt (http://www.chelonia.co.uk/about_the_tpod.htm). Il permet de détecter spécifiquement les clics d écholocation d une espèce recherchée en configurant spécifiquement l instrument avant sa mise à l eau. Cet outil a été largement utilisé dans plusieurs pays, notamment en Europe du Nord pour détecter la présence de marsouins dans des zones à faible densité ou dans des zones où la turbidité et l état de la mer ne permettent pas les observations directes (Verfuss et al 2007, Thomsen et al 2005, Carstensen et al 2006). Cet outil a également été largement utilisé pour les études d impacts associées à l exploration et l exploitation des énergies renouvelables offshore. Depuis 2007, le T-POD n est plus produit et un nouvel outil de détection plus performant a été développé par la même compagnie : le C-POD (http://www.chelonia.co.uk/about_the_cpod.htm, figure 6). Ce nouvel instrument présente plusieurs avantages en comparaison avec le T-POD. Il détecte simultanément tous les évènements dans une large gamme de fréquence (20-160kHz) sans configuration avant sa mise à l eau. En post traitement, à l aide du logiciel CPOD.exe (Chelonia Ldt), la source de l évènement est attribuée. L algorithme compare ici l énergie entre différentes bandes de fréquences de références selon la source ou l espèce recherchée (i.e. 130 khz pour le marsouin commun et 50 khz pour le grand dauphin). La carte mémoire (SD) possède une plus grande capacité et peut être changée en mer. Enfin la durée de vie des batteries est beaucoup plus longue en comparaison avec le T-POD (Diederichs et al 2008). Le C-POD mesure 65 cm de long et pèse 3.9 kg avec les batteries (8 ou 10 piles alcalines D) soit 0.7 kg dans l eau. Il fonctionne uniquement s il est en position vertical, dans des profondeurs allant de 0 à 100m et a une autonomie moyenne de 3 mois. Le capteur est un hydrophone omnidirectionnel couvrant une bande passante de 20kHz à 160kHz. Il est enfermé dans une coque de protection. Pour chaque évènement détecté il reporte l intensité, la fréquence centrale, la durée et l enveloppe du signal. Toutes les minutes, l angle de position de l instrument par rapport à la verticale est mesuré ainsi que la température de l eau. Figure 6 : C-POD (source Chelonia Ldt) II.3.2. Le post traitement Le logiciel CPOD.exe attribue, selon certains critères, à chaque évènement détecté une espèce et un coefficient de certitude dans l identification. Par espèce, les données sortantes sont alors l instant t de la détection et la durée de cet évènement. Le logiciel résume toutes ces informations puis différentes métriques sont alors utilisées pour analyser les données. Page 19

Ces différentes métriques sont - le temps d attente entre 2 évènements (Waiting time ; Carstensen et al 2006) ; - le nombre de détection par unité de temps (Carstensen et al 2006) ; - le pourcentage de détection positive par unité de temps (Detection postive days / hours / 10minutes /minutes ; Verfuss et al 2007, Dahne et al 2008, Simon et al 2010). Cette dernière métrique est la plus fréquemment utilisée pour définir la préférence d habitat et la saisonnalité de présence des marsouins communs sur un intervalle de temps. La figure 7 montre un exemple de résultats que l on peut obtenir après traitement des données collectés par un T-POD, avec en abscisse la date et en ordonnée le nombre de minutes par jour pour lesquelles il y a eu des détections de marsouins (en rose) et de dauphin (en violet). Figure 7 : Nombre de minutes par jour d enregistrement où des clics de marsouins (en rose) et de dauphins (en bleu) ont été détectés par un T-POD (source Chelonia Ldt) II.3.3. Efficacité du détecteur automatique Comme pour tous les détecteurs automatiques, les résultats peuvent comporter des «faux positifs» (l algorithme identifie un évènement comme un clic de cétacés alors qu en réalité ce n est pas un clic de cétacés) et des «faux négatifs» (l algorithme ne détecte pas de clic alors qu il y en a eu un). Quand on travaille dans une zone bruyante (bateaux, rochers, bruits de mouillage) ou encore dans une zone où plusieurs espèces cohabitent, ces taux peuvent être importants et il est nécessaire de les évaluer en sous-échantillonnant les détections et en vérifiant leur cohérence manuellement. Une étude récente a comparé sur un même secteur des détections visuelles et acoustiques de marsouins communs et de grands dauphins fréquentant les côtes écossaises (Bailey et al 2010). Les résultats ont montré que le nombre de détections acoustiques était supérieur au nombre de détections visuelles. Cependant, il n existerait pas de relation entre le nombre de clics détectés acoustiquement et la taille des groupes. L algorithme de Page 20

détection et de classification s est révélé robuste mais il a néanmoins classifié des évènements comme clics de marsouins alors qu aucun marsouin n était observé visuellement dans la zone et qu il y avait uniquement des grands dauphins. Une autre étude a par ailleurs montré que certains clics de grands dauphins pouvaient être produits avec un pic d énergie situé à 100 khz et plus. Dans ce cas, ces clics ne sont pas classifiés comme clic de dauphin (configuré à 50kHz) mais ils peuvent être détectés comme des clics de marsouins (Simon et al 2010) ce qui augmente le taux de faux positifs. Enfin, pour avoir une bonne cohérence des détections, il est recommandé de calibrer les instruments d un même réseau pour pouvoir comparer, a posteriori les détections (Verfuss et al 2011, ECS). II.3.4. Echelles temporelle et spatiale de la méthode Si les batteries et la carte mémoire sont changées régulièrement (environ tous les 3 mois), l échelle temporelle d un suivi par acoustique passive statique peut être de plusieurs mois, saisons ou encore années. Cette méthode permet donc de faire un suivi à long terme de la fréquentation des marsouins communs dans une zone. Cependant, l échelle spatiale est relativement faible. La zone de détection du C-POD pour détecter des clics de marsouins communs serait de 100m à 300m au maximum (Tougaard et al 2006c) et un peu plus de 1000m pour les grands dauphins (1246 m, Philpott et al 2007). Cette aire de détection dépend également de la sensibilité de l instrument et elle peut être réduite si le bruit ambiant est important dans la zone. II.3.5. Résultats possibles : densité relative ou absolue? Le nombre de clics émis par l espèce étudiée et, par conséquent, le nombre d évènements détectés par l instrument dépend, in fine, du comportement acoustique de l animal. Si on part du principe que lorsque l animal est présent dans la zone il émet obligatoirement des clics alors la détection d au moins un clic sur une unité de temps défini (jour, heure, minute) atteste de sa présence dans la zone. Par conséquent, le suivi par acoustique passive statique renseigne sur la distribution géographique et saisonnière des animaux acoustiquement actifs présents dans la zone mais il ne permet pas d estimer l abondance absolue des animaux (Verfuss et al 2007). Dans l état actuel des développements méthodologiques du suivi par acoustique passive statique, l estimation de la densité absolue des animaux présents peut se faire uniquement selon 2 méthodes : en identifiant individuellement les signaux enregistrés ou en localisant les animaux avec la différence dans le temps d arrivé des signaux sur un réseau de plusieurs hydrophones. En raison de la spécificité des clics de marsouins (très courts et très nombreux) ces deux méthodes ne sont pas applicables pour estimer la densité absolue des animaux par suivi acoustique. Depuis 2008, un projet de recherche nommé DECAF (Density Estimation for Cetacean from passive Acoustic Fixed sensor, http://www.creem.st-and.ac.uk/decaf/) a été mis en Page 21

place par le Centre for Research into Ecological and Environmental Modelling de l Université de St Andrews (Ecosse) pour développer une nouvelle méthode statistique afin d estimer la densité absolue à partir de données acoustiques. Un des volets de ce projet concerne l estimation de la densité des marsouins communs avec des données acoustiques collectées par des C-POD, en partant du principe qu il existe un lien entre le nombre de clics détectés et l abondance des marsouins présents. Avec un suivi par acoustique passive statique, les données collectées sont échantillonnées selon la méthode dite du Point Transect Distance Sampling (Touggard et al 2006c). On peut obtenir une fonction de détection (comme dans une méthode de type Line Transect) qui permet de calculer une densité absolue à condition de connaitre différents paramètres incluant le taux de «faux positif», la probabilité de détection et le taux de clics de l animal par unité de temps. A l exception du taux de «faux positif» qui s obtient manuellement sur un souséchantillonnage des données (cf II.3.3), les deux autres paramètres sont relativement compliqué à obtenir pour le marsouin. Plusieurs études sont en cours pour obtenir la probabilité de détection c est-à-dire l aire de détection dans laquelle l instrument peut détecter un clic, preuve qu un animal est présent dans la zone. Pour ce faire, une balise satellite peut être déployée sur un animal pour suivre sa trajectoire et sa position par rapport au C-POD. On peut également effectuer des observations visuelles en même temps qu un suivi acoustique pour déterminer le rayon de détection effectif de l instrument. Des travaux de recherche portant sur cette méthode sont en cours à l Université de Bangor au Pays de Galle (Nuuttila et al 2011 ; ECS) et à l Université Aarhus au Danemark (principe du marquage observation visuelle / recapture observation acoustique ; Kyhn et al 2011, ECS). Peu d études sur le comportement acoustique des marsouins en liberté existent. Dans un fjord au Danemark, des chercheurs ont capturé plusieurs marsouins communs pour les équiper d une balise acoustique (A-Tag) avant de les relâcher. Chaque balise contient un enregistreur de plongée et un hydrophone. Elles ont enregistré une moyenne de 40 plongées par heure et un nombre de clics plus important la nuit que le jour. Cette variation serait liée à l écologie alimentaire de l animal. Ces études ont également montré qu il y avait une très grande variation individuelle dans les émissions de clics ce qui rend difficile à généraliser pour d autres cas (Akamatsu et al 2007). Les signaux reçus aux instruments peuvent également varier pour des raisons diverses (caractère intrinsèque du clic, intensité à la source, directionnalité du signal, perte due à la propagation dans le milieu, réflexion avec le fond ou la surface, bruit interne à l instrument ). Le taux de clics de l animal par unité de temps, terme nécessaire pour définir la densité absolue, n est donc pas un paramètre actuellement connu. De plus pour définir correctement la fonction de détection il est important de choisir le bon indicateur de l évènement. Le clic seul, le train de clics, le pourcentage de clics par unité de temps sont autant de façon de décrire la présence de marsouin. Actuellement il est encore très difficile de savoir si, un jour, une méthode statistique unique valable dans différentes zones permettra d estimer l abondance absolue des marsouins communs avec des données collectées par un observatoire acoustique. Page 22

III. Exemples de suivis de marsouins par acoustique passive statique Depuis une dizaine d années de nombreux suivis de marsouins communs par acoustique passive statique ont été mis en place dans le monde, à différentes échelles et pour différents objectifs liés à leur conservation (Golfe du Mexique, projet Vaquita http://vaquita.tv/science/future-monitoring-programs/, mer Baltique, projet LIFE+SAMBAH http://www.sambah.org/), à la désignation de zones Natura 2000 (Mer Baltique, German Oceanographic Museum) mais aussi dans le cadre d études d impacts pour des projets de parcs à énergies renouvelables (Nysted, Tougaard et al 2006, Carstensen et al 2006, Haelters 2009, Haelters et al 2010, Skov & Thomsen 2008). Citons également quelques projets à petite échelle et aux objectifs spécifiques pour affiner les connaissances sur la méthode du suivi par acoustique passive (comportement acoustique du marsouin, Carlstrom 2005 ou du grand dauphin, Philpott et al 2007; comparaison entre suivi visuel et suivi acoustique, Bailey et al 2010), pour tester l efficacité des T-POD pour la détection d autres espèces (e.g. Dauphin d Hector ; Rayment et al 2009) ou pour tester l efficacité des répulsifs acoustiques à marsouins (Carlstrom et al 2009). Dans ce chapitre, deux exemples à grande échelle sont exposés. Le cas de l Allemagne, pionner depuis 2002 dans le suivi des marsouins par acoustique passive statique, qui a mis en place un programme avec pour objectif l acquisition de connaissances sur la présence à long terme de l espèce le long des côtes allemandes de la mer Baltique. Le cas du programme Européen en cours de réalisation LIFE+ SAMBAH qui a pour objectif un suivi des marsouins par acoustique passive à l échelle de la mer Baltique avec un conception différente que le programme Allemand pour répondre à des objectifs plus poussés. III.1. Le projet d acquisition de connaissance N2000 en Allemagne Dans la partie allemande de la mer Baltique, le marsouin commun est l unique espèce de cétacé présente (Benke et al 1998). Dans un double contexte d étude de l impact des constructions en mer pour l exploitation des énergies renouvelables et de la désignation d Aires Marines Protégées, le gouvernement allemand a mis en place un programme national d acquisition de connaissances sur le marsouin commun. Un des volets de ce programme consiste en un suivi par acoustique passive statique des marsouins pour améliorer les connaissances sur l utilisation spatiale des eaux allemandes par l espèce. Ce suivi, mené par le German Oceanographic Museum, a été conduit sur plusieurs années afin de mettre en évidence une saisonnalité et une tendance dans l abondance relative des animaux le long des côtes allemandes (Verfuss et al 2007). Un réseau de 42 T-POD déployés sur 375 km de côtes a ainsi été mis en place entre 2002 et 2005 le long des côtes allemandes, à une distance maximum de 50 km de la côte (Figure 8). La position des instruments a été choisie pour couvrir au maximum la partie allemande de la mer Baltique (dans la ZEE) et les Aires Marines Protégés proposées. Les instruments ont été mis à l eau dans des zones de faibles profondeurs allant de 7 à 28m, l instrument étant situé entre 5 et 7m sous la surface. Le mouillage consistait en un corps mort de 30 kg et une ancre connectée à plusieurs bouées de surface. Les instruments ont été Page 23

calibrés avant leur mise à l eau (Verfuss et al 2004 a,b) afin de connaitre l énergie minimum reçue à l instrument que devrait avoir un clic pour que la détection soit effective. Figure 8 : Réseau de T-POD (croix) mis à l eau de 2002 à 2005 le long des côtes de l Allemagne (source : Verfuss et al 2007). Pour faciliter les analyses la zone d étude a été divisée en 3 secteurs (I, II et III). A l époque, seuls les T-POD existaient et de nombreuses versions ont été utilisées pour cette étude, ce qui n a pas facilité les analyses. L analyse s est faite manuellement sur les trains de clics détectés et la métrique «pourcentage de jour avec détection» (percentage of Porpoise-Positive Days) a été retenue pour caractériser la présence de marsouin sur chaque site équipé. Chaque année a été divisée en 4 trimestres pour étudier la variation saisonnière et la zone d étude a été divisée en 3 secteurs pour étudier la variation spatiale. Une analyse comparative a ensuite été faite sur les 3 secteurs pour les 4 années consécutives. Les résultats ont montré une variation saisonnière et spatiale de la présence des marsouins communs le long des côtes allemandes. Ce comportement migratoire a été identifié chaque année (figure 9). Figure 9 : Pourcentage de jours avec des détections de marsouins par trimestre pour les 3 sections de l aire d étude sur les 4 années d enregistrements (source : Verfuss et al 2007) Page 24

Après cette première expérience à grande échelle et à long terme de l utilisation d un suivi par acoustique passive statique pour l étude des marsouins communs, de nouvelles questions se sont posées. Ces variations géographiques et saisonnières dans le nombre de détection peuvent-elles être causées par les conditions locales de propagations du son dans la colonne d eau? Un test a été fait pour comparer les détections de deux instruments mouillés sur la même ligne mais à des profondeurs différentes (à 20 et 7m sous la surface). Les résultats ont montré qu il n y avait pas de différence significative dans les détections mais ici la couche d eau était homogène toute l année. Dans la cas où la couche d eau n est pas homogène, il est fort probable que la présence d une halocline ou d une thermocline influence les capacités de détection de l instrument. Les auteurs recommandent de faire très attention à ce point durant le choix des sites afin de pouvoir effectuer des comparaisons inter et intra site. Ils précisent également que les marsouins semblent privilégier certaines couche d eau ce qui influenceraient également les détections (Verfuss et al 2011 ECS). III.2. Le projet LIFE+ SAMBAH SAMBAH (Static Acoustic Monitoring of the BAltic sea Harbour porpoise) est un projet européen LIFE+ qui a pour objectif d estimer la densité et l abondance totale des marsouins communs à l échelle de toute la mer Baltique. Les résultats de ce projet doivent permettre de dessiner les cartes de distributions pour identifier les zones de plus fortes densité de marsouins et les zones de conflits avec les activités humaines. Ce projet, coordonnée par le Kolmarden Wildlife Park (Suède) a débuté en 2010 et regroupe plusieurs équipes dans 8 pays différents ayant une partie de leur ZEE dans la mer Baltique (la Suède, le Danemark, l Allemagne, la Pologne, la Lituanie, la Lettonie, l Estonie et la Finlande). Parce que ce projet a pour objectif d estimer l abondance absolue des marsouins communs, Len Thomas, statisticien au CREEM, Université de St Andrews, Ecosse, fait partie intégrante du projet dans le cadre de DECAF (c.f II.3.5). Figure 10 : Parc de C-POD du projet LIFE+ SAMBAH (source : SAMBAH) Page 25

Pour atteindre les objectifs de SAMBAH, après plus d un an de concertation entre les différents pays, 300 C-POD vont être déployés dans toute la mer Baltique. Le parc d instruments a été conçu pour suivre une grille régulière composée de mailles de 23 km de côté afin de faciliter l exploitation des données et réaliser des analyses statistiques et de modélisation robustes et réalistes. Les instruments seront mis à l eau dans des zones de profondeur inférieure à 80 m pendant 2 années consécutives 2011-2012 (figure 10). Tous les 3 mois, les instruments seront relevés et les batteries et les cartes mémoires seront changées à bord. Les données seront analysées et les conclusions seront disponibles en 2013-2014. Les premiers instruments ont été mis à l eau en avril 2011 (figure 11). Figure 11 : Mise à l eau des premiers instruments (source : SAMBAH) Chaque pays partenaire possède une équipe dédiée au projet SAMBAH (universités, laboratoires de recherche, bureaux d études) car chaque pays à un nombre d instruments à mettre à l eau et à gérer. Selon les spécificités de la zone et du pays, chacun doit gérer les permis et les autorisations nécessaires à la pose des instruments, le choix du système d ancrage, le marquage en surface, la mise à l eau de l instrument et la logistique de récupération pour la maintenance ainsi que l analyse des données. Plusieurs réunions et ateliers par an permettent de coordonner le projet entre les différents pays. Pour les permis, chaque équipe nationale a du s adresser aux autorités compétentes du pays concernés (Garde côtes, Autorités maritimes, Comités locaux et régionaux des pêches ). Certains pays ont demandé que certaines positions soient enlevées ou déplacées pour cause de trafic maritime ou d activité militaires. Pour le marquage en surface du mouillage, certains pays exigent qu il y ait une bouée visible en surface, d autres des lumières et certains interdisent qu il y ait un marquage visible ou obligent uniquement sous certaines profondeurs (<20m par exemple). Ces conditions ont dû être prises en compte pour la configuration des systèmes d ancrage. Globalement, les mouillages seront marqués en surface par un cylindre de 6m de haut avec une croix (marquage de signalisation, figure 12). Chaque pays a également demandé la coopération des gardes côtes pour limiter le vandalisme. Pour la configuration du mouillage, chaque pays a pris en compte dans sa zone la structure du plancher océanique (pas de mise à l eau sur des fonds rocheux par exemple), l effet des courants, de la marée, des tempêtes et des glaces sur le mouillage. Différents types de mouillage vont être utilisés; la figure 12 schématise le mouillage de base qui sera utilisé en Suède par exemple. Le système classique est composé de 2 corps morts ancrés au fond et d une bouée en surface. Le poids des lests varie selon les pays et les conditions de courants et de vent de chaque secteur (de 10-20 kg à 600 kg). En raison du chalutage Page 26

pratiqué dans certains secteurs de la mer Baltique, un système de mouillage particulier, appelé Trawl safe anchoring a été développé (Teilman com. Pers.). Ce système est composé d un tube posé sur un lest ancré au fond. Le tube est flexible en cas de chalutage. Dans le tube se glisse un largueur acoustique et l instrument. Cependant ce système est très coûteux et les coordinateurs de SAMBAH préfèrent privilégier la bonne coopération avec les pêcheurs plutôt que d avoir recours à ce matériel. Figure 12 : Description du mouillage de base pour le projet SAMBAH (source : SAMBAH) Pour le déploiement et la maintenance, plusieurs types de bateaux vont être utilisés. Pour les mouillages près de la côte, un petit bateau équipé d un treuil ou d un système de levage sera utilisé (Type Uttern 600 avec radar, GPS et échosondeurs). Pour les sites plus au large, les pays membres du projet feront appels aux gardes côtes, aux pêcheurs ou à un bateau océanographique. Pour l analyse des données et l exploitation des résultats, aucune stratégie n est encore définie. Ce travail dirigé principalement par les statisticiens du CREEM est en cours. Cependant pour faciliter les analyses et l homogénéisation des résultats, tous les instruments ont été calibrés et leur sensibilité est connue. Des expériences pour obtenir la fonction de détection que nous avons décrite plus haut sont en cours et elles serviront directement pour l analyse des données (cf II.3.5) Ce projet de suivi par acoustique passive statique à si grande échelle et avec des objectifs aussi ambitieux que l estimation de la densité absolue est unique et n a jamais été fait auparavant. Page 27

III.3. Autres études où plusieurs espèces cohabitent A une plus petite échelle que les deux projets précédemment décrits, deux suivis acoustiques ont été fait dans des zones où le marsouin commun et le grand dauphin cohabitent. Ces études sont particulièrement informatives pour notre étude puisque le long de nos côtes, les deux espèces cohabitent également. Pendant 2 ans à Cardigan Bay, Pays de Galle, une dizaine de T-POD a été déployé pendant un peu plus d un an à 500 et 1500m de la côte (Simon et al 2010). Cette étude a mis en évidence une variation saisonnière dans la présence des deux espèces sur chaque site. Sur la côte est de l Ecosse, 5 T-POD ont été mis à l eau à 3 sites différents pendant une année et des observations visuelles ont été effectuées durant le suivi acoustique sur un des trois sites (Bailey et al 2010). Cette étude a mis en évidence une variation spatiale dans l utilisation du site pour les deux espèces, variation validée dans le passé par des observations visuelles. Les conclusions de cette étude ont également montré que, en comparaison avec les résultats des observations visuelles, le suivi acoustique ne détectait pas tous les animaux présents dans la zone mais qu il restait une méthode très intéressante pour collecter des données sur les 2 espèces. Ces deux études démontrent l efficacité d utiliser les T-POD pour détecter les deux espèces sous réserves de bien configurer le détecteur. Aujourd hui, le T-POD n est plus commercialisé mais, même si les conclusions relatives à l utilisation des C-POD ne sont pas encore disponibles, cet outil semble également efficace pour détecter les deux espèces. Page 28

IV. Conception d un observatoire acoustique pour le suivi des marsouins communs en France : stratégie, faisabilité et recommandations IV.1. Définir les objectifs que l on souhaite atteindre Le marsouin commun est présent le long des côtes de la France mais les connaissances actuelles ne permettent pas d identifier précisément la distribution et la densité relative de l espèce. On peut néanmoins affirmer que l espèce est présente de Dunkerque à Biarritz (démontré par les échouages) et que les densités sont généralement faibles à l exception des côtes de la mer du Nord et des deux extrémités de la Manche (démontrés par SCANS-II et par des observations locales, Martinez et al. 2010). Cette espèce est relativement côtière et elle fréquenterait des eaux de profondeurs inférieures à 100m. La présence de l espèce pourrait être saisonnière et suivre la distribution des proies bien que les échouages de marsouins communs aient lieu toute l année et le long de toutes les côtes françaises. L analyse des expériences antérieures d observatoires acoustiques en Europe du Nord met en évidence l efficacité de la méthode pour améliorer les connaissances sur cette espèce. Pour ce faire, l outil le plus adéquat semble être le C-POD, la durée de l observatoire d une année au minimum afin de détecter les éventuelles variations intra-annuelles et le schéma saisonnier dans la présence de l espèce. Pour détecter des variations inter-annuelles il est nécessaire de reconduire l observatoire sur plusieurs années comme pour le projet SAMBAH (collecte sur 2 ans) ou le projet du German Oceanographic Museum dans les eaux allemandes de la mer Baltique (4 ans). Un suivi acoustique au moyen de C-POD ne détecte la présence de l espèce que dans un rayon assez réduit de 100 à 300m. Pour couvrir une zone très précise et faire un suivi à très fine échelle il faudrait donc déployer des instruments tous les 100m (e.g. Rayment et al 2009) ce qui n est pas envisageable pour les 3800km de côtes que couvrent les façades de la Manche Mer du Nord et de l Atlantique. Or, les expériences antérieures ont montré qu il existait différentes conceptions pour ce genre d observatoire, selon les objectifs à atteindre. Dans la suite de ce chapitre, deux scénarios envisageables sont détaillés. Chaque scenario apporte des résultats différents et par conséquent, vise à des objectifs différents qu il est nécessaire de définir précisément. On notera cependant que, dans chacun des scénarios, on améliore les connaissances sur l habitat du marsouin en étudiant sa présence selon différents facteurs (effet de la marée, des courants, variation jour/nuit dans l occupation des sites, saisonnalité, ressources alimentaires, etc ) mais l effort d échantillonnage et les objectifs à atteindre ne sont pas les même. Page 29

IV.1.1. Scénario 1 Objectifs : Découvrir les zones d intérêts pour le marsouin ou préciser des zones connues à une échelle nationale puis, modéliser la distribution saisonnière et spatiale de l espèce sur l ensemble des côtes françaises et peut-être même obtenir une estimation de l abondance absolue. Conception: L effort d acquisition de connaissances se fait sans à priori, on échantillonne partout et de la même manière. L observatoire français est alors sur le même schéma que le projet SAMBAH. On échantillonne à grande échelle avec un maillage régulier qui sera réparti sur une large zone qui couvre toutes les côtes françaises. Avantages et Efficacité : Un effort d acquisition aussi homogène semble, en théorie très robuste pour les objectifs fixés mais il n a été utilisé que pour un seul projet en cours de réalisation SAMBAH or, les conclusions ne seront disponible qu en 2013-2014, de ce fait nous n avons aucun recul sur son efficacité. Inconvénients : Outre sa faisabilité, sa logistique et son coût, cet échantillonnage sans à priori apportera possiblement peu de données dans les zones de gestion déjà existantes. Le secteur d acquisition de connaissances envisagé ici peut s étendre de la côte jusqu à la limite de la ZEE pour la façade Manche-Mer du Nord et jusqu à 12 ou 24mn pour la façade Atlantique. Une petite extension au large de la Manche occidentale permettrait de couvrir cette zone intéressante pour le marsouin selon le recensement SCANS-II. Dans un exemple de maillage proposé dans la Figure 13, les instruments sont séparés de 20mn, ce qui représente une centaine d instruments. Ici, certaines zones Natura 2000 ne sont pratiquement pas couvertes mais on peut orienter la grille différemment pour essayer de couvrir au mieux toutes les zones. Page 30

Figure 13 : Conception de l observatoire pour le scenario 1 : dans une zone définie pour le suivi par acoustique passive des marsouins communs et couvrant toutes les côtes françaises (en jaune), chaque croix représente la position d un instrument. Les instruments sont séparés de 20mn. On notera que si on envisage d aller jusqu à l estimation de densité absolue, il faudra dans un premier temps s associer avec des statisticiens (i.e. Len Thomas, CREEM, Université de St Andrews, Ecosse) qui développent cette méthode pour le projet SAMBAH afin de faire valider les différentes étapes du projet (conception de la grille, type de métrique utilisées etc ). Pour obtenir les paramètres indispensables au calcul de la densité absolue il faudra faire une première étude annexe pour définir la probabilité de détection. Cette étude consisterait à effectuer une série d observations visuelles en même temps que des observations acoustiques ; elle ne pourra donc être réalisée que dans une zone de présence certaine de l espèce comme dans le Nord-Pas-de-Calais. Pour connaitre le comportement acoustique des marsouins fréquentant nos côtes il faudrait, dans une deuxième étude annexe, déployer une balise acoustique embarquée de type A-Tag sur quelques individus ; cette option se heurte à la difficulté de trouver et d approcher des animaux. Il serait plus réaliste de reprendre les conclusions des quelques études faites sur le sujet au Danemark (c.f. II.3.5). Page 31

IV.1.2. Scénario 2 Objectifs : Préciser et évaluer la présence de l espèce (distribution saisonnière et spatiale) dans des zones d intérêts connues pour le marsouin à une échelle locale puis, déterminer l abondance relative par secteur. Conception: L effort d acquisition de connaissances ce concentre dans les secteurs identifiés à dire d expert d intérêts pour les marsouins et dans les zones Natura 2000 proposées. L observatoire français est alors sur le même schéma celui de l action N2000 effectuée par l Allemagne en mer Baltique. On échantillonne dans des secteurs principalement côtiers et strictement définies. Avantages et Efficacité : La souplesse du plan d échantillonnage permettra d optimiser les coûts et la logistique sera possiblement moins lourde. Ce plan semble efficace pour les objectifs fixés en particulier pour répondre à des questions de gestion. Inconvénients : Cet échantillonnage non homogène ne permettra pas de comparer les secteurs entre eux et de connaitre l utilisation de l habitat en dehors de chaque secteur. Dans la Figure 14, une centaine d instruments est ainsi répartie dans huit boites qui couvrent les zones d intérêts. Dans chaque boite le nombre d instruments à déployer dépend de la surface à couvrir. Entre chaque secteur, on peut déployer quelques instruments pour acquérir de la donnée supplémentaire. On notera que pour le projet Natura 2000 dans la partie allemande de la mer Baltique, le German Oceanographic Museum avait déployé 42 instruments pour couvrir 375 km de côte. Dans ces proportions pour effectuer un effort similaire sur nos côtes il nous faudrait déployer plus de 400 instruments. Page 32

Figure 14 : Conception de l observatoire pour le scenario 2 : on concentre la répartition des instruments dans des secteurs ou boites identifiées à dire d expert d intérêt pour les marsouins ou dans des zones Natura 2000 proposées. Page 33

IV.2. Faisabilité L adaptation sur les côtes françaises d un projet équivalent au projet Européen LIFE+ SAMBAH ou au projet N2000 en mer Baltique de l Allemagne nécessite de porter une très grande attention à toutes les contraintes physiques et logistiques qui pourront être rencontrées durant la réalisation du projet. En effet, outre les objectifs scientifiques à définir clairement, la conception de l observatoire dépendra fortement de sa faisabilité d un point de vue technique et logistique et des moyens humains et matériels nécessaire à sa bonne réalisation. Les côtes françaises sont très hétérogènes. La profondeur des sites, la nature du fond, les courants, les vents et la marée, la fréquentation de la zone et les possibles interactions avec les engins de pêches sont autant de points à prendre en compte dans le déploiement des instruments et donc dans la conception de l observatoire. De plus, pour un suivi annuel, il sera nécessaire d aller sur chacun des sites tous les 3 mois pour changer la carte mémoire et les piles. La logistique liée au déploiement et à la maintenance sera également à prendre en considération. Dans cette sous partie, les différentes contraintes à prendre en considération dans le choix des sites seront détaillés. IV.2.1. Bathymétrie des côtes françaises La figure 15 représente la bathymétrie le long des côtes françaises. Presque toutes les zones en face des côtes sont sous l isobathe des 100m. Or, le constructeur indique que les C- POD sont fonctionnels jusqu à 100 m de profondeur (l instrument doit être positionné idéalement à environ 2m au-dessus du fond marin). Avec une logistique adéquate la mise à l eau des instruments peut potentiellement ce faire partout le long des côtes de France et même au large à l exception du sud-ouest de la France. Figure 15 : Bathymétrie des côtes françaises (Source Meteo France). Sous l isobathe des 100 m le déploiement est possible moyennant une logistique adéquate. Page 34

En mer Baltique, pour le projet SAMBAH, aucun C-POD ne sera déployé au-delà de 80m de profondeur. Dans la littérature, la plupart des mouillages ont été fait dans des sites de profondeurs inférieures à 50m. Du point de vue de la biologie de l espèce, peu d observations de marsouins ont été reportées pour des eaux de profondeurs supérieures à 100m, bien que des observations soient connues jusqu à la limite du plateau continental (CRMM, campagnes PELGAS) et que des proies océaniques aient été signalées dans l alimentation de l espèce dans le golfe de Gascogne (Spitz et al 2006). En Mer du Nord et en Manche, la plupart des observations de marsouins se faisaient sur des sites où la profondeur était inférieure à 30m (Simar 2010). IV.2.2. Nature du fond Pour la nature du fond, le déploiement des instruments dans des fonds rocheux est fortement déconseillé (nombre de fausses détections accru et problème technique d ancrage). Cette restriction posera quelques problèmes pour le déploiement autour de la Bretagne notamment. Cependant dans une zone rocheuse il est toujours possible de trouver des bandes de sédiments pour déployer les instruments. IV.2.3. Vents, courants et marée Les courants violents, les tempêtes et les marées seront également à prendre en compte dans le choix des sites de mouillage et surtout le type d ancrage à utiliser. En période de forte marée, dans toute la Manche le courant est fort (2-4 nœuds), avec des maximum autour du Finistère, du Cotentin et du Pas-de-Calais (3.5-5 nœuds). Dans la baie du Mont St Michel et dans la Baie de Saint Brieuc, les eaux sont un peu plus abritées mais ici le marnage est important. Au niveau de Bréhat et jusqu au Sept-Îles puis jusqu à l île de Batz les courants sont entre 3 et 5 nœuds. De l ile de Batz jusque l île d Ouessant, 3.5 nœuds en moyenne. En Iroise les courants sont forts et pour le reste de la façade Atlantique les courants restent également importants. Les projets d observatoire acoustique passés ou en cours se situaient dans des eaux où les courants n étaient pas très importants (e.g. Mer Baltique). Dans notre cas il faudra surement faire appel à des professionnels des mouillages pour qu ils apportent des conseils dans la conception et la réalisation des mouillages. Il est envisagé de se rapprocher des Phares et Balises, de la DT INSU (Brest) ou des ports autonomes qui peuvent proposer ce service. La Manche et la mer du Nord sont fortement soumises aux tempêtes surtout l hiver. En plus des courants, les mouillages devront être conçus pour résister aux tempêtes hivernales. Page 35

IV.2.4. Trafic maritime, pêche et industrie Les côtes françaises sont largement exploitées par le trafic maritime, la pêche, l industrie, la défense et les loisirs (Figure 16), autant d activités qui peuvent rentrer en conflit avec les mouillages. Figure 16 : carte des principaux enjeux connus liés aux usages et aux ressources du milieu marin le long des côtes françaises. Source AAMP. Ces activités ont lieu partout et toute l année. Dans la zone des 3mn, les casiers, filets, chaluts, dragues et palangres opèrent. Puis au-delà des 3mn et dans toute la ZEE françaises se trouve les fileyeurs, chalutiers, perchistes, palangriers et dragueurs français mais aussi des autres Etats membres de l UE (anglais, belge, hollandais et espagnol). A cela s ajoute les extractions de granulats et devant les principaux ports les rejets des dragages. De plus certaines zones ont une exclusivité pour des usages militaires. Outre une bonne communication avec les usagers de la mer, il faudra sur chaque site identifier parfaitement le risque de perdre l instrument et tester l effet de différents marquages pour signaler la présence des instruments. On notera que si on veut utiliser un système de mouillage anti-chalutage comme c est le cas en Mer Baltique ( II.4.2), le coût du mouillage sera doublé par l achat d un largueur acoustique. Page 36

IV.3. Quel type de mouillage pour ces contraintes et quel moyen à le mer associé? D un point de vue technique, les deux principales contraintes dans la réalisation d un observatoire par acoustique passive sur les côtes françaises seront les conditions océanographiques (courant, vent, marée) et l activité de pêche. Le choix du système d ancrage et le site de mouillage seront déterminants dans le succès de l observatoire. Encore une fois les expériences précédentes en Europe peuvent nous orienter sur le choix du système d ancrage mais chaque région est unique et les côtes françaises présentent une telle hétérogénéité qu il est difficile de généraliser le système de mouillage le plus adequat. Quelques solutions à expérimenter sont ici décrites. IV.3.1. Systèmes d ancrage devant résister aux vents, courants et marée Le long des côtes françaises en particulier dans la Manche, les conditions océanographiques ne sont pas aisées pour déployer et laisser des instruments à l eau pendant de longues périodes. Les lests devront être lourds et le système d ancrage correctement découplé en plusieurs parties pour éviter qu il ne soit arraché ou déporté par le vent, le courant ou encore la marée. Dans une étude réalisée au pays de Galle, dans une zone à fort marnage (figure 17a), le système d ancrage choisi a été découplé en 3 parties : un lest (90 kg) avec une bouée de surface, puis un autre lest avec l instrument et enfin un troisième lest (le plus lourd 200kg) relié à une ancre. La longueur du câble entre la bouée de surface et le lest mesurait 3 fois la profondeur à marée haute (Simon et al 2010). En mer Baltique et par petit fond (figure 17b), un système plus petit avec 2 bouées de signalisations visibles en surface a été installé (Carstensen et al 2006). a B Figure 17 : a) schéma du mouillage à Cardigan Bay, Pays de Galles (source Simon et al 2010) et b) schéma du mouillage pour le projet Nysted Offshore Winf Farm, mer Baltique (source Carstensen et al 2006). Page 37

Ici, le déploiement de l instrument et la récupération tous les 3 mois ne nécessite pas forcement de gros moyens nautiques si les conditions sont favorables. Pour les mouillages petits fonds, par mer calme, le système peut être récupéré à la main en tirant sur le petit flotteur ; autrement la récupération peut nécessiter l aide de plongeurs ou d un système de levage. Dans d autres études, notamment en Belgique, l instrument est posé sur un support fixe avec d autres appareils (figure 18). L instrument est fixé verticalement sur une structure en tripode ancrée au fond, qui peut être signalée en surface par une bouée (Depestele et al 2008). Cette option nécessite une embarcation avec des moyens relativement important pour la mise à l eau de l instrument et la récupération tous les 3 mois ou elle peut se faire avec des moyens moins importants dans des eaux peu profondes avec l aide de plongeur par exemple. Un système équivalent à celui-ci mais de taille plus modeste a été mis à l eau récemment dans le parc marin d Iroise pour le suivi des grands dauphins. Figure 18 : instrument fixé verticalement sur une structure de type tripode couplée à d autres appareils (image: J.Backers, MUMM, source Haelters 2009). IV.3.2. Systèmes d ancrage devant résister aux activités de pêches L activité de pêche le long des côtes françaises est extrêmement intense. Pour que l observatoire acoustique soit le plus efficace possible il faut envisager plusieurs alternatives dans le système d ancrages afin de limiter le risque de prise de l instrument dans les engins de pêche. Outre une bonne collaboration avec les pêcheurs locaux (à voir avec les comités locaux et régionaux des pêches) et une bonne signalisation en surface, plusieurs options sont envisageables. Il est possible de mouiller l instrument avec ou à proximité de bouées de signalisation déjà existantes. Pour un projet de suivi des cétacés dans le cadre de la construction et de l exploitation d un parc éolien offshore, une équipe belge a envisagé différentes possibilités de mouillage à proximité de balises déjà existantes avec l aide du Service Hydrographique et du Département de la Flotte (Figure 19 a et b ; Haelters 2009). Dans la figure 19a, l instrument est fixé à un lest de 25 kg relié à une bouée de signalisation avec un câble d environ 100m. Dans la figure 19b, l instrument est également fixé à un lest Page 38

de 25 kg relié à un deuxième lest lourd de 500kg mouillé à proximité d une bouée existante de type bouée cardinale. L emplacement du mouillage est signalé par un flotteur ce qui permet de relever facilement l instrument lors de la maintenance avec une petite embarcation de type zodiac. a B Figure 19 : Système de mouillage couplé (a) ou déployé à proximité (b) d une bouée de signalisation déjà existante (source Haelters 2009). Dans notre cas, l option de positionner les instruments sur ou à proximité de balises de signalisations déjà existantes comme sur la figure 19 serait un bon moyen d éviter les interactions avec les engins de pêches. De plus, on bénéficierait de l expérience du mouillage de la bouée de signalisation elle-même pour fixer l instrument dans des conditions particulières de courants ou de vent. Dans ce contexte une collaboration avec les Phares et Balises semble indispensable et nous pourrions bénéficier de leurs moyens à la mer. Cependant certains inconvénients sont à prendre en considération. Les bouées sont avant tout côtières et on ne pourra pas choisir les sites de mouillage (le scenario 1 devient compromis puisqu il faut un respect strict de la distance entre les instruments). Selon le type de bouée de signalisation, les chaines peuvent augmenter le bruit ambiant et de ce fait le nombre de fausses détections. Enfin si la zone est balisée, c est qu un danger est potentiellement présent et qu il faudra une embarcation particulière (petite embarcation de type zodiac ou navire des Phares et Balises) pour récupérer l instrument tous les 3 mois. Une autre option pour éviter les interactions avec les engins de pêches et s affranchir des problèmes de vents, de courants et de marée avec un mouillage classique, serait de fixer les instruments sur des épaves. Les côtes de France sont très riches en épaves et ce jusqu au large. L avantage est que, à part les fileyeurs, on a très peu de risque d embarquement de l instrument dans des engins de pêches. Cependant, il est probable que l épave biaise les données puisque c est un attracteur de proies donc de prédateurs comme le marsouin commun. Dans ce cas, les données collectées ne seront peut-être pas représentatives de l ensemble du site. Si cette option est retenue il faudra alors faire quelques expériences au préalable pour tester la différence dans les détections de clics de marsouins, pour un même site, sur et à proximité d une épave. Enfin, cette option nécessite des plongeurs professionnels pour la récupération et la maintenance ce qui peut augmenter le coût de fonctionnement cependant le prix du mouillage serait réduit. Page 39

En Février 2011, le Groupe d Etudes des Cétacés du Cotentin, durant une phase de test pour la DREAL-Basse Normandie, avait fixé sur une épave un C-POD (Figure 20). Malheureusement, au moment de la récupération de l instrument 3 mois après, il avait disparu. Ici l option du vol a été retenue. Figure 20 : C-POD fixé sur une épave en Baie de Seine occidentale par le Groupe d Etudes des Cétacés du Cotentin Une autre option à tester sur les côtes françaises pour éviter les interactions avec les engins de pêches serait de fixer l instrument directement sur du matériel de pêche de type casier (Figure 21). Cette option permettrait de collaborer directement avec les pêcheurs et de faire appel à leur expérience pour définir des zones favorables aux mouillages. Il serait possible de mettre les instruments directement dans des séries de casiers destinées à la pêche notamment en Manche ouest où la pêche aux casiers à lieu une bonne partie de l année. Pour la surveillance des sites, la mise à l eau et la maintenance des instruments tous les 3 mois, on pourrait alors bénéficier de l aide des pêcheurs et de leur bateau. Les comités locaux et régionaux de pêches pourraient alors nous fournir des listes de noms de pêcheurs volontaires pour intervenir dans l observatoire. Cependant il sera difficile ici de trouver des zones où l activité de pêche de type casier est maintenue toute l année. On peut néanmoins «imiter» un mouillage de type pêche aux casiers ou pêche de plaisancier par exemple pour limiter l embarquement des instruments dans des engins de pêches. Figure 21: C-POD dans un casier à Homard. Ilfracombe research project (Devon Wildlife Trust, University of Exeter Natural England) Page 40

A l heure actuelle, aucun C-POD n a été déployé pendant une année entière le long des côtes françaises. Toutes ces options sont à tester pour garantir le bon fonctionnement de l observatoire et la collecte efficace de données acoustiques indispensables à un l acquisition de nouvelles connaissances sur les marsouins communs le long des côtes françaises. IV.4.Les étapes indispensables pour l observatoire D après les expériences des autres projets d observatoire acoustique mis en place en Europe du nord, différentes recommandations et étapes indispensables pour une bonne acquisition de données exploitables sont à prendre en compte dans notre projet. Leur faisabilité et leur coût sont ici évaluer. En bassin et avant la mise à l eau des instruments il faudra mesurer la sensibilité des C-POD et les calibrer entre eux. Cette opération indispensable peut se faire en envoyant des clics de marsouins d intensités variables et en mesurant pour chaque clic détecté l intensité reçue à l instrument. Cette expérience peut également se faire en milieu naturelle en déployant ensemble les C-POD dans une zone à forte densité de marsouin et en comparant les détections obtenues. Par la suite il devient possible d établir des facteurs de correction d un C-POD à l autre pour homogénéiser les résultats (Diederichs et al 2008). L expérience allemande a souligné l importance de connaitre les propriétés physicochimiques de la colonne d eau dans les sites de mouillage choisis. En effet, une couche d eau non homogène, la présence saisonnière ou permanente d une thermocline ou encore une halocline, va jouer sur la propagation du son dans le milieu et ainsi sur la détection des marsouins. Il sera donc très important d étudier chacun des sites en faisant des relevés CTD (Conductivity, Temperature, Depth) avant de mettre à l eau les instruments et à chaque changement de piles et de cartes. De plus d après une étude récente, les marsouins semblent privilégier certaines couches d eau (Verfuss et al 2011). Dans notre cas nous pouvons déjà supposer une différence dans les propriétés physicochimiques de la colonne d eau entre la Manche Mer du Nord et l Atlantique de même que dans les sites de petits fonds ou de grands fonds. Le bruit ambiant va être une composante très importante dans l efficacité de l observatoire. C est lui qui délimitera le choix du site et l aire d écoute des instruments. En effet, dans une zone où le bruit ambiant est important le taux de fausses détections peut être également important ce qui pourra alors fausser les données. Sur chaque site il serait alors important d effectuer une étude préliminaire sur l évaluation du bruit en déployant le C-POD pendant une ou deux journées puis en analysant rapidement les données collectées. On minimise ainsi le risque dans certains sites d avoir des taux de «faux positifs» trop important à cause d un bruit ambiant particulièrement fort. Ensuite, sur un site choisi, l aire de détection de l instrument peut être évaluée en envoyant une série de clics à différentes distance de l instrument qui sera détectée par l instrument. Puisque le bruit ambiant peut changer au cours du temps il serait intéressant de faire ces mesures à chaque récupération des instruments. Enfin, il serait intéressant de coupler les enregistrements du C-POD avec un autre instrument acoustique autonome de type AURAL qui enregistrerait par intermittence le bruit ambiant dans lequel évolu les animaux. Cette expérience permettra Page 41

également d enregistrer d autres espèces de cétacés tels que les grands dauphins. Si l algorithme de détection du C-POD fonctionne bien et si il classe correctement les grands dauphins alors il sera possible d étendre l étude à cette deuxième espèce qui figure également dans l Annexe II de la Directive Habitats. En déplaçant les instruments de zone en zone tout au long de l étude, 3 ou 4 AURAL seraient alors nécessaire pour couvrir les différents sites et collecter de la donnée utile pour améliorer les connaissances sur le bruit ambiant et sur les autres espèces de cétacés présentes. Page 42

V. Résumé des scénarios possibles et estimation du coût global V.1. Synthèse des scénarios possibles Scénario 1 Scénario 2 Instruments C-POD C-POD Durée 1 an idéalement 2 ans 1 an idéalement 2 ans Stratégie Sans à priori Avec à priori Objectifs Confirmer des zones existantes et définir de nouvelles zones d intérêts pour l espèce Evaluer la présence de l espèce dans huit zones d intérêts connues Configuration Selon une grille au maillage fixe Par secteurs définis Nombre Au minimum 100 Au minimum 100 d instruments Zones concernées Tout le long des côtes jusque 24 mn Côtières exceptées en Manche ouest Résultats attendus Le long des côtes françaises et jusque 24 mn : - Modélisation de la distribution saisonnière et spatiale - Estimation de l abondance absolue sous réserve des résultats de SAMBAH prévus pour 2014 - Identification des habitats préférentiels Par secteur : - Distribution saisonnière et spatiale - Estimation de l abondance relative - Identification des habitats préférentiels Collaboration Etudes annexes - Usagers de la mer - Association et parcs marins - CREEM, Université de Saint Andrews - Calibration en bassin - Evaluation de la taille de l aire d écoute à chaque site - Evaluation du bruit ambiant à chaque site - Probabilité de détection (observations visuelles et acoustiques dans un secteur à déterminer) - Comportement acoustique - Usagers de la mer - Association et parcs marins - Calibration en bassin - Evaluation de la taille de l aire d écoute à chaque site - Evaluation du bruit ambiant à chaque site Efficacité Non connue Connue Avantages Echantillonnage homogène donc, à priori, robuste aux analyses statistiques. Balayage de toutes les côtes françaises du très côtiers au large (24mn). Souple, peut se faire progressivement, secteur par secteur. Logistique plus simple. Répond directement à des questions de gestions. Inconvénients Rigide pour le choix des sites et pour la coordination des manips (besoin de démarrer tout en même temps). Coût et logistique plus lourde. Pas de modélisation possible entre les secteurs ni d identification de nouvelles zones d intérêts. Page 43

V.2. Estimation du Budget Il est relativement difficile de budgétiser ce projet à l échelle nationale car beaucoup d inconnus subsistent en particulier pour la mise en œuvre de l instrument (système d ancrage et moyen à la mer) et pour le temps d analyse des données. Le projet SAMBAH a été budgétisé à 4,4 millions d euros pour un observatoire de 300 C-POD pendant 2 années consécutives, conception et temps d analyses inclus. Un C-POD coute environ 1700. D après SAMBAH, pour un mouillage classique on peut compter autant en matériel et en consommable. A cela s ajoute-les frais liés aux bateaux et/ou aux plongeurs nécessaires à la mise à l eau et la récupération des instruments 4 fois par an sur chaque site. Des analystes seront également nécessaires pour gérer et traiter la quantité de données. On compte pour la gestion de 20 C-POD deux personnes en général. Les étapes indispensables à l étude (phase de calibrages, CTD à chaque site, calcul de la portée de détection) sont également à considérer dans le budget global. Les tableaux suivant présentent une estimation globale du budget nécessaire pour un observatoire acoustique dédié aux marsouins pendant une année complète le long des côtes françaises pour les 2 scénarios proposés. Pour une centaine de C-POD pendant une année, il faudrait alors compter plus de 1,5 million d euros au minimum. Page 44

Tableau 1 : Estimation globale du budget envisagé dans le cas du scenario 1 SCENARIO 1 quantité prix unité coût ( ) apport encadrement administratif 2000 ULR encadrement scientifique 2824 ULR Ingénieur 45000 ULR/MEDDTL moyens humains logistique/analyse 10 45000 450000 AAMP moyens humains plongeurs 500 100 50000 AAMP locaux mis à dispositions 2000 ULR Mission (deploiement + test Ensta) 70000 AAMP 10% ULR (hors salaire) 6500 AAMP Investissement C-POD x 120 1622 120 194640 AAMP mouillages x 100 2000 100 200000 AAMP Largueurs x 7 3450 7 24150 AAMP télécommande 5300 1 5300 AAMP anneaux de largages x 8 100 28 2800 AAMP sonde VEMCO x 4 1000 4 4000 AAMP logiciels et disques durs 10000 AAMP fonctionnement test C-POD 50000 AAMP deploiement depuis la cote (n=60) 1200 50 60000 AAMP deploiement au large (n=40) 2500 35 87500 AAMP recup J+3 mois 147500 AAMP recup J+6 mois 120000 AAMP recup J+9 mois 120000 AAMP recup J+12 mois 120000 AAMP Papeterie, bureautique 600 AAMP piles 3300 1,15 3795 AAMP TOTAL 1778609 dont apport ULR 51824 dont apport AAMP 1726785 Page 45

Tableau 2 : Estimation globale du budget envisagé dans le cas du scenario 2 SCENARIO 2 quantité prix unité coût ( ) apport encadrement administratif 2000 ULR encadrement scientifique 2824 ULR Ingénieur 45000 ULR/MEDDTL moyens humains logistique/analyse 10 45000 450000 AAMP moyens humains plongeurs 500 100 50000 AAMP locaux mis à dispositions 2000 ULR Mission (deploiement + test Ensta) 70000 AAMP 10% ULR (hors salaire) 6500 AAMP Investissement C-POD x 120 1622 120 194640 AAMP mouillages x 100 2000 100 200000 AAMP Largueurs x 7 3450 7 24150 AAMP télécommande 5300 1 5300 AAMP anneaux de largages x 8 100 28 2800 AAMP sonde VEMCO x 4 1000 4 4000 AAMP logiciels et disques durs 10000 AAMP fonctionnement test C-POD 50000 AAMP deploiement boite 1 (n=14) 1200 10 12000 AAMP deploiement boite 2 (n=32) 1200 22 26400 AAMP deploiement boite 3 (n=5) 2500 5 12500 AAMP deploiement boite 4 (n=9) 1200 6 7200 AAMP deploiement boite 5 (n=10) 1200 7 8400 AAMP deploiement boite 6 (n=6) 1200 4 4800 AAMP deploiement boite 7 (n=15) 2500 2 5000 AAMP 1200 10 12000 AAMP deploiement boite 8 (n=4) 1200 3 3600 AAMP recup J+3 mois 91900 AAMP recup J+6 mois 91900 AAMP recup J+9 mois 91900 AAMP recup J+12 mois 91900 AAMP Papeterie, bureautique 600 AAMP piles 3300 1,15 3795 AAMP TOTAL 1583109 dont apport ULR 51824 dont apport AAMP 1531285 Page 46

VI. Proposition d une phase de pilote pour affiner la conception d un observatoire acoustique pour le suivi des marsouins communs en France VI.1. Pourquoi un pilote? Nous avons vu dans les chapitres précédents que de nombreuses interrogations sur la technique et la logistique à appliquer pour créer un observatoire d écoute le long des côtes de la France existent. Actuellement seules des expériences de déploiement ponctuelles et marginales ont été faites sur quelques sites en France (Baie de Saint Brieuc et Baie de Seine Occidentale). Ces expériences n ont pas toujours été très concluantes (pertes des instruments causés par le vol ou par un système d ancrage inadapté aux conditions océanographiques ou aux activités de pêches). Dans ce dernier chapitre, pour affiner la conception de l observatoire en France, la proposition d un pilote à l échelle nationale est présentée. Il s agit ici, avec un petit jeu d instruments, de caller au mieux la technique et la logistique à employer selon les différentes contraintes des sites et de créer un réseau d acteurs au sein des usagers de la mer (pêcheurs) et des associations et parcs locaux pour le bon déroulement du projet à grande échelle. Cette première action significative est indispensable et elle permettra concrètement de choisir et de dimensionner le dispositif adéquat tout en collectant les premières données scientifiques. VI.2. Objectifs du pilote Les objectifs du pilote sont multiples, en plus de commencer à collecter de la donnée scientifique sur la présence saisonnière ou non de marsouins dans certains sites, elle permettra: (1) d identifier les sites les plus favorables et par conséquent la configuration du parc la plus réaliste (scenario 1 ou 2 ou autre?) ; (2) de tester différents système d ancrage (mouillage seul, sur ou à proximité de balise existante, épave?) afin de de trouver le moyen le mieux adapté à chaque site en fonction des contraintes locales (nature du fond, courant, tempêtes, pêches etc ) et évaluer la logistique nécessaire et disponible tout au long du programme pour la mise à l eau, la récupération et la maintenance de chaque mouillage ; (3) de mettre en place une campagne de communication sur l action ainsi que des collaborations avec les usagers et les associations locales qui seront impliquées dans le déroulement des opérations à grande échelle ; (4) de tester l utilisation des CPOD pour détecter une autre espèce figurant dans la directive habitat, le grand dauphin Page 47

VI.3. Méthodologie Pour réaliser ce pilote, nous proposons de faire l acquisition d une dizaine d instruments et de les déployer dans plusieurs sites de nature contrastée choisis pour différentes raisons (présence de densité de marsouins importantes, problèmes de captures accidentelles, logistique déjà en place, conditions extrêmes). Dans chacun des sites, 2 à 4 C-POD seront déployés pendant une année complète afin de caractériser l accessibilité du site, selon les contraintes du lieu, le système d ancrage approprié et le moyen maritime nécessaire. Les instruments pourront rester à l eau pendant quelques jours ou quelques semaines puis être récupérés afin d évaluer rapidement : (1) si le site est accessible et sous quelles conditions (2) si le système d ancrage est bien adapté et ceci sous des conditions contrastées (Hiver/Eté, saisons de pêches, marée) (3) si le choix du site est pertinent d un point de vue scientifique d après les données collectées Cet échantillonnage permettra de couvrir chaque secteur en précisant les sites potentiels, le système d ancrage et le moyen à la mer nécessaire (type de bateau, plongeurs). Ici il s agira aussi d impliquer directement des associations locales (OCEAMM, GECC, Oceanopolis etc ) et les usagers de la mer (Clubs de plongées, comités locaux de pêche etc ) dans la conception et la réalisation du projet. De plus, dans cette première action, des relevés CTD systématiques pour connaitre la composition de la colonne d eau (qui aura une influence sur la propagation du son donc sur le rayon de détection de l instrument) et occasionnellement des relevés du bruit ambiant avec un instrument de type AURAL pourront être effectués. Page 48

Conclusion La mise en place d un suivi des marsouins communs par acoustique passive dans les eaux françaises semble le moyen le plus adéquat et le plus performant pour acquérir de la connaissance sur cette espèce discrète et peu abondante. Des observatoires acoustiques dédiés à ce genre d étude avec des outils adaptés et disponibles sur le marché ont déjà été mis en place ou sont en cours de réalisation en Europe. L analyse de ces expériences montre que la mise en place d un observatoire acoustique sur une année au minimum dans les eaux françaises permettrait d évaluer la distribution saisonnière et spatiale de l espèce. Ce rapport propose deux scénarios possibles dans la conception de l observatoire d écoute le long des côtes françaises. Le premier scénario consiste en un échantillonnage systématique, homogène et régulier qui couvre toutes les côtes françaises jusqu à 12 ou 24 mn au large. Le nombre d instruments détermine ici la résolution du maillage et donc de l étude. Ce scenario ne cible pas de zones spécifiques mais permettra de déterminer la présence saisonnière des marsouins tout autour de la France. Sous conditions que les techniques statistiques s affinent, ce scenario permettra également de déterminer l abondance absolue des animaux. Le second scenario, plus souple, présente un échantillonnage par secteurs définis d après les connaissances actuelles sur la distribution du marsouin commun et selon les zones Natura 2000 proposées. L effort ne sera donc pas constant le long des côtes françaises mais il permettra localement de définir les schémas de présence et la densité relative des animaux par secteur. La conception d un observatoire acoustique de telle envergure est étroitement liée aux objectifs que l on souhaite atteindre mais aussi aux contraintes techniques et logistiques des sites où l on souhaite effectuer l étude. Le long des côtes françaises, des facteurs tels que les conditions océanographiques, les activités de pêches ou encore les accès maritimes vont poser des problèmes techniques et logistiques qu il faudra prendre en compte et résoudre pour que la réalisation du projet soit optimale. Une phase pilote d une durée de 12 mois parait alors indispensable. Ce pilote aura pour objectifs dans un premier temps de fournir de nouvelles données scientifiques sur les schémas saisonniers de présence dans les sites où l expérimentation sera réalisée. Il permettra d estimer concrètement les différents problèmes logistiques et techniques posés (vents, courants, activités de pêche, accessibilité de la zone, bruit ambiant etc ) et les solutions les plus adéquats pour la faisabilité du déploiement et la maintenance des instruments de l observatoire. Un second rapport détaillera le pilote envisagé avec la méthodologie à mettre en place, le choix des sites et le budget associé. Page 49

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