Océans et atmosphère

La bioacoustique étudie les liens entre le monde sonore et le monde du vivant. Elle se divise
en deux sous-disciplines, l’éthoacoustique et l’écoacoustique. L’éthoacoustique s’intéresse
aux comportements et communications acoustiques inter- et intra-individuelles ou
spécifiques. Elle combine des outils issus de l’acoustique, de la science de la
communication et de l’éthologie. L’écoacoustique, pour sa part, se focalise sur les signaux et
les ambiances sonores à une échelle plus large, celle des populations et des écosystèmes
naturels. Elle cherche à étudier la structuration des paysages sonores naturels et à répondre
à des questions environnementales, par exemple sur la biodiversité ou le suivi de
populations, à partir d’outils acoustiques. Parce qu’elle couvre un champ vaste des sciences
du vivant, la bioacoustique mobilise de nombreux sous-domaines de l’acoustique : de l’étude
des phénomènes de propagation au traitement du signal sonore, en passant par la
vibroacoustique ou l’aéroacoustique pour l’étude des organes de production et de réception
des sons, ou encore la psychoacoustique pour par exemple l’analyse des communications
vocales humaines non verbales.

La recherche en éthoacoustique est avant tout fondamentale, cherchant à enrichir les
connaissances en éthologie animale. Toutefois, elle peut également être mise au service
d’enjeux sociétaux et sanitaires. Elle intervient, par exemple, dans la mise au point de
méthodes d’effarouchement pour la gestion des conflits entre activités humaines et faune
sauvage, qu’il s’agisse des interactions entre cétacés et navires ou entre la faune terrestre
et les infrastructures aéronautiques, ferroviaires ou routières. Elle peut aussi contribuer au
développement de répulsifs non chimiques pour les espèces vectrices de pathologies
humaines, comme les moustiques ou certains rongeurs, ou encore participer à l’amélioration
du bien-être animal en élevage. L’écoacoustique à une visée applicative plus directe, elle
élabore des outils permettant le suivi de la santé des écosystèmes naturels et de certaines
populations spécifiques. Elle cherche aussi à quantifier l’impact des activités humaines,
qu’elles soient acoustiques ou non, sur les écosystèmes à large échelle spatiale et
temporelle. Dans cette perspective, elle peut être utilisée pour évaluer l’efficacité des
politiques de protection de la nature, comme celles liées à la trame verte et bleue ou aux
zones protégées, voire pour guider directement ces politiques, notamment à travers la
notion de trame blanche.

Bien que toujours fortement ancrée dans la recherche académique, la bioacoustique permet
aujourd’hui des débouchés professionnels variés. Elle offre notamment la possibilité
d’intégrer des bureaux d’études en environnement, parfois spécialisés en écoacoustique
terrestre et/ou marine, en tant que consultant ou ingénieur technique. En complément d’une
formation de biologiste, elle peut aussi mener à des postes de gestionnaire de la faune ou
de chargé de mission pour l’aménagement du territoire au sein de structures de gestion
territoriale. Par ailleurs, elle ouvre des perspectives de carrière plus atypiques, comme celle
d’audionaturaliste, et elle entretient de plus en plus de liens avec le domaine de la création
sonore et de la composition musicale contemporaine, permettant ainsi de se tourner vers
une voie plus artistique.

L’acoustique sous-marine est originellement liée à l’étude de la propagation du son dans l’eau, principalement dans les mers et océans, mais depuis quelques années, les applications étant de plus en plus tournées vers les ultra-basses fréquences, elle englobe désormais également la propagation des ondes dans les premières couches du sous-sol marin. Elle s’intéresse aux ondes sonores pour les besoins de diverses applications mais aussi comme moyen d’observation de l’environnement marin et géologique. Le son se déplace plus vite et généralement plus loin dans l’eau que dans l’air. Il se propage également bien mieux que la lumière dans l’océan, ce qui en fait le moyen idéal pour l’exploration, la détection, et la communication dans ce milieu difficile d’accès.

Les recherches en acoustique sous-marine abordent de nombreuses problématiques liées à la technologie, à l’environnement et à l’exploration des océans. Elles peuvent concerner le domaine civil ou la défense. Comme exemples de thématiques actuelles on peut citer l’étude de la pollution sonore sous-marine et de son impact sur la faune, la surveillance océanique des bruits liés à la faune, à l’activité géophysique (tremblement de terre) ou aux activités humaines (explosions, implantation des parcs éoliens offshore), la furtivité et la discrétion des engins sous-marins, ou encore la communication sous-marine (entre un navire et un drone sous-marin par exemple). Ces problématiques soulèvent des questions de modélisation (analytique ou numérique) de la propagation dans l’océan, d’instrumentation et de mesure (en bassin d’essai ou en mer), de traitement du signal, ou encore de matériaux et de structures (conception de revêtements anéchoïques par exemple).

Le domaine de l’acoustique sous-marine emploie des techniciens et ingénieurs de spécialités variées (systèmes acoustiques, traitement du signal, systèmes embarqués, instrumentation, …) notamment pour des entreprises du secteur de la défense ou de l’énergie (exploration pétrolière, énergies renouvelables en mer).

La recherche scientifique académique en acoustique sous-marine peut concerner l’océanographie, la bioacoustique marine, la géophysique ou encore l’ingénierie, et donc s’effectuer dans des structures diverses (IFREMER, CNRS, universités, …).

L’acoustique des transports s’intéresse à la fois aux sources sonores en présence (bruit routier, bruit ferroviaire, bruit aérien) et aux phénomènes physiques qui apparaissent lorsque le son associé à chacune de ces sources sonores se propage jusqu’aux riverains. L’étude de ces différents phénomènes d’émission et de propagation sonore se fait souvent selon une double approche : caractérisation expérimentale et/ou prévision numérique des phénomènes physiques associés à chaque situation considérée. Elle s’intéresse aussi bien aux caractéristiques du son à l’émission (contenu fréquentiel, directivité, stationnarité, étendue des sources, etc.) qu’à la propagation du bruit émis par ces sources dans un milieu (atmosphère, plus ou moins homogène) au-dessus d’une frontière (sol, plus ou moins absorbant et complexe) jusqu’à un récepteur (un riverain par exemple).

L’acoustique des transports permet d’apporter des réponses à des enjeux importants en termes sociétaux et de santé publique. Ceci explique qu’elle soit très présente dans la réglementation et la normalisation française et européenne (loi “Bruit” de 1992, directive européenne de 2002) par leurs nombreux textes associés (confort dans le bâtiment, bruit de transports, bruits de voisinage, etc.).

Afin de mieux anticiper/évaluer l’impact acoustique d’un projet de nouvelle infrastructure, il est indispensable de pouvoir caractériser expérimentalement une situation existante (mesures in situ) et/ou de modéliser numériquement comment les sons vont se propager dans une prochaine situation/scénario d’infrastructure. Les travaux de recherche s’intéressent ainsi aux méthodes expérimentales de caractérisation in situ des environnements sonores (méthodologie, métrologie, indicateurs), ainsi qu’aux modèles numériques permettant d’obtenir des prévisions les plus fiables possibles, en tenant compte d’un grand nombre de paramètres influents : caractéristiques des sources, propriétés des sols et obstacles, conditions atmosphériques, etc. La valorisation de ces travaux de recherche se fait grâce au transfert de ces méthodes vers l’ingénierie et la normalisation. Il est important d’offrir aux urbanistes et aux ingénieurs des outils performants qui leur permettent de tester, avant la réalisation du projet, les conséquences des différentes ébauches vis à vis de la qualité sonore environnementale.

Ingénieurs d’étude (IE), ingénieurs de recherche (IR), chercheurs (CR/DR), enseignants-chercheurs (MDC, Prof. des Universités), techniciens, … autant de statuts différents correspondants à des métiers différents, mais tous liés à la recherche en acoustique environnementale, en prenant en compte les phénomènes physiques qui ont une influence sur le champ sonore dans les espaces étudiés : diffusion, réflexion, réfraction, diffraction, effets de sol et de frontières, effets météo, etc. Certains ingénieurs en bureaux d’études acoustiques maîtrisent les outils numériques de prévision de l’environnement sonore pour évaluer l’impact sonore d’un projet urbain ou industriel sur les riverains.