L'expérience de la mer des Salish, en Amérique du Nord-Ouest, transforme les câbles de fibre optique sous-marins en immenses microphones pour baleines à des fins de recherche.
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À l'aube sur l'île de San Juan, une équipe de scientifiques se tient sur le pont d'une barge et déroulent plus d'un kilomètre de câble à fibre optique dans les eaux glaciales de la mer des Salish, au nord ouest de l'Amérique.
Travaillant à la lueur de leurs lampes frontales, ils tirent la ligne depuis le rivage rocheux jusqu'au fond marin, habitat des orques de la région.
Le pari est que les mêmes brins fins comme des cheveux qui transportent les signaux Internet peuvent être transformés en un microphone sous-marin continu pour capturer les clics, appels et sifflements des baleines de passage – des informations qui pourraient révéler comment elles réagissent au trafic maritime, à la rareté de la nourriture et au changement climatique.
Si l'expérience fonctionne, les milliers de kilomètres de câbles à fibre optique qui croisent déjà le fond des océans pourraient être transformés en un vaste réseau d'écoute qui pourrait éclairer les efforts de conservation dans le monde entier.
Transformer les câbles Internet en capteurs océaniques
La technologie, appelée Détection Acoustique Distribuée (DAS), a été développée pour surveiller les pipelines et détecter les problèmes d'infrastructure. Désormais, les scientifiques de l'Université de Washington l'adaptent pour écouter l'océan.
Contrairement aux hydrophones traditionnels qui écoutent depuis un seul point, le DAS transforme l'ensemble du câble en capteur, permettant ainsi de localiser précisément un animal et de déterminer la direction qu'il prend.
"Nous pouvons imaginer que nous avons des milliers d'hydrophones le long du câble enregistrant des données en continu", a déclaré Shima Abadi, professeur à la School of STEM de l'Université de Washington Bothell et à la School of Oceanography de l'Université de Washington.
"Nous pouvons savoir où se trouvent les animaux et mieux comprendre leurs schémas de migration qu'avec les hydrophones."
Les chercheurs ont déjà prouvé que la technologie fonctionne avec les grandes baleines à fanons. Lors d'un test au large de la côte de l'Oregon, ils ont enregistré les grondements à basse fréquence des rorquals communs et des baleines bleues en utilisant des câbles de télécommunications existants.
Mais les orques posent un défi plus grand : leurs clics et appels fonctionnent à des fréquences élevées auxquelles la technologie n'a pas encore été testée.
D'où le déploiement d'environ 1,6 kilomètre de câble à fibre optique dans la mer des Salish pour tester si les câbles Internet peuvent surveiller les orques en danger.
Si l'expérience est concluante, les 1,4 million de kilomètres de câbles sous-marins existants dans le monde pourraient devenir un vaste réseau de surveillance des océans.
Les orques en danger "font face à une triple menace"
Les enjeux sont grands. Les orques qui fréquentent la mer des Salish sont en danger, avec une population qui stagne autour de 75 individus. Les mammifères aquatiques font face à une triple menace de pollution sonore sous-marine, de contaminants toxiques et de rareté de la nourriture.
"Nous avons une orque en voie de disparition qui essaie de chasser une espèce de saumon en voie de disparition," raconte Scott Veirs, président de Beam Reach Marine Science and Sustainability, une organisation qui développe des systèmes acoustiques open-source pour la conservation des baleines.
Le saumon Chinook dont dépendent les orques a chuté de manière dramatique. Depuis que la Commission du Saumon du Pacifique a commencé à suivre les chiffres en 1984, les populations ont diminué de 60 % en raison de la perte d'habitat, de la surpêche, des barrages et du changement climatique.
Les orques utilisent l'écholocalisation – des clics rapides qui rebondissent sur les objets – pour trouver le saumon dans l'eau trouble. Le bruit des navires peut masquer ces clics, rendant difficile leur chasse.
Si le DAS fonctionne comme espéré, il pourrait fournir aux conservationnistes des informations en temps réel pour protéger les baleines. Par exemple, si le système détecte des orques se dirigeant vers le sud en direction de Seattle et calcule leur vitesse de déplacement, les scientifiques pourraient alerter les ferries de l'État de Washington pour qu'ils reportent les activités bruyantes ou ralentissent jusqu'à ce que les baleines passent.
"Cela aidera certainement à la gestion dynamique et à la politique à long terme qui auront des bénéfices réels pour les orques", a déclaré Veirs.
La technologie permettrait également de répondre à des questions fondamentales sur le comportement des orques qui ont échappé aux scientifiques, comme déterminer si leur communication change lorsqu'ils sont dans différents états comportementaux et comment ils chassent ensemble.
Elle pourrait même permettre aux chercheurs d'identifier quel son provient d'une baleine particulière – une sorte de reconnaissance vocale pour les orques.
Les câbles sous-marins pourraient surveiller les animaux ailleurs
Les implications vont bien au-delà de la mer des Salish. Avec environ 1,4 million de kilomètres de câbles à fibre optique déjà installés sous l'eau dans le monde, l'infrastructure pour la surveillance des océans existe en grande partie. Il suffit de l'exploiter.
"L'un des défis les plus importants pour la gestion de la faune, la conservation de la biodiversité et la lutte contre le changement climatique est qu'il manque tout simplement de données globalement," déplore Yuta Masuda, directeur des sciences chez Allen Family Philanthropies, qui a contribué au financement du projet.
Le moment est critique. Le Traité sur la haute mer entre en vigueur en janvier, ce qui permettra de nouvelles aires marines protégées dans les eaux internationales. Mais les scientifiques ne comprennent toujours pas comment les activités humaines affectent la plupart des espèces océaniques ni où les protections sont le plus nécessaires.
Un ensemble de données aussi vaste que celui que pourrait fournir le réseau mondial de câbles sous-marins pourrait aider à déterminer quelles zones devraient être prioritaires pour la protection.
"Nous pensons que cela a beaucoup de potentiel pour combler ces lacunes de données clés," a déclaré Yuta Masuda.
De retour sur la barge, l'équipe fait face à une tâche délicate : fusionner deux fibres ensemble au-dessus de la houle. Ils peinent à aligner les brins dans un soudeuse de fusion, un appareil qui positionne précisément les extrémités des fibres avant de les souder ensemble avec un courant électrique. Le bateau tangue. Ils stabilisent leurs mains et essayent encore, et encore. Finalement, la soudure tient.
Les données commencent rapidement à affluer vers un ordinateur à terre, sous forme de diagrammes en cascade – des visualisations qui montrent les fréquences sonores au fil du temps. À proximité, des caméras braquées sur l'eau sont prêtes. Si une vocalisation est détectée, les chercheurs pourraient associer un comportement à un appel spécifique.
Il ne reste plus qu'à s'asseoir et attendre les orques.