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Reportages

Quand les scientifiques espionnent les animaux

Par Marion Spée - 24/11/2016
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En faisant des tamias rayés son sujet d’étude, Denis Réale n’a pas choisi la facilité. Ces petits rongeurs furtifs ne se laissent pas aisément approcher. Comment les observer sans les faire fuir ? Et, surtout, sans que la présence humaine modifie leur comportement ? C’est en regardant un film d’espionnage que ce professeur au département de sciences biologiques de l’Université du Québec à Montréal a trouvé la solution. « On a eu l’idée d’utiliser de petits micros qui pouvaient enregistrer les conversations privées des tamias », raconte-t-il.

En fouillant dans Internet, Denis Réale a rapidement trouvé son bonheur sur un site russe. Ça ne s’invente pas ! Selon le titulaire de la Chaire de recherche du Canada en écologie comportementale et animale, les vendeurs semblaient surpris, mais ravis, de compter les tamias parmi leurs clients, en plus des maris jaloux… Grâce à ces micros placés au cou des animaux, l’équipe a pu s’immiscer dans leur intimité, à l’intérieur de la réserve naturelle des Montagnes Vertes en Montérégie, et capter des moments qu’il aurait été impossible de saisir autrement.

Des gadgets bon marché
Ces « appareils embarqués » révolutionnent l’étude de nos amies les bêtes à plumes, à poils ou à écailles. Si ce type d’équipement ne date pas d’hier, les scientifiques et ingénieurs ne cessent de les bonifier. Ils profitent notamment des avancées des caméras, cardiofréquencemètres, GPS, et senseurs bon marché en tout genre mis au point pour la téléphonie mobile.

« Les premiers appareils étaient gros, encombrants et limités dans leurs fonctions, alors qu’aujourd’hui ils se miniaturisent considérablement et permettent de récolter des données précises », explique Yan Ropert-Coudert, directeur de recherche au Centre d’Étude Biologique de Chizé, en France, et organisateur du cinquième symposium international sur le sujet, qui s’est tenu à Strasbourg en 2014. Par exemple, on peut aujourd’hui suivre la position de libellules ou d’abeilles, placer des capteurs de mouvements, de son et d’images sur des requins, ou encore déployer des enregistreurs d’altitude, de vitesse et de fréquence cardiaque sur des oies à tête barrée qui volent au-dessus de l’Himalaya.

En fait, c’est l’objectif poursuivi par les scientifiques qui guide le choix de l’appareil. Ainsi, on équipe des ours blancs de balises de position (télémétrie par satellite) pour étudier l’impact du changement climatique sur leur distribution et leur déplacement.

On peut aussi déployer des accéléromètres 3D sur des méduses pour savoir comment elles se déplacent en agrégats de plusieurs milliers d’individus. Quant au traditionnel GPS, il permet de localiser l’animal « tagué » partout sur la planète avec une précision de 5 m. Le terrain de jeu est vaste !

Pour les tamias, le dispositif choisi comprend un microphone, une batterie et une carte mémoire. Il enregistre tout ce qui se passe en continu. « On entend les très aigus “chip chip chip” qui annoncent la présence d’un prédateur terrestre, les graves “chuck chuck chuk” qui préviennent qu’un ennemi rôde dans les airs, et les “trill trill trill” qui marquent la fuite des tamias », analyse Charline Couchoux, titulaire de la bourse Young Explorers de National Geographic et étudiante au doctorat à l’Université du Québec à Montréal, dans l’équipe de Denis Réale. Mais l’espionnage a aussi démontré que le langage des tamias était bien plus riche que ces quelques cris. Grâce à un logiciel acoustique qui transforme les sons obtenus en un spectrogramme visuel, plus facile à analyser, l’étudiante a notamment relevé des « chup », contenant à la fois la partie aiguë des « chip » et la partie grave des « chuck ». Si on ignore encore la signification de ces sons, une chose est sûre : ces petits micros ouvrent la voie à des recherches inédites.

Il faut dire que la qualité du son recueilli par les micros-espions est telle que les scientifiques ont même pu entendre le battement de cœur des tamias au repos dans leur terrier ! Ou encore le couinement des petits près des femelles allaitantes, toujours sous terre. « C’est exceptionnel, puisqu’on ne connaît presque rien de la vie des tamias une fois qu’ils entrent dans leur terrier », confie Denis Réale.

Son rêve ? Équiper les tamias de minicaméras, histoire de voir enfin ce qui se trame là-dessous ! Si d’autres équipes de recherche utilisent déjà cette astuce afin de voir évoluer de plus gros animaux, pour les tamias, le défi est technologique : il faudra faire en sorte que la caméra et sa batterie ne dépassent pas 5 g… C’est une règle que se sont fixée les scientifiques : le poids de l’appareillage ne doit pas dépasser 5 % de celui de l’hôte, pour ne pas entraîner de conséquences sur son comportement ou sa survie.

Sous l’océan
C’est l’étude des animaux marins qui a surtout bénéficié des progrès des appareils embarqués, la quasi-impossibilité de les observer sous l’eau ayant longtemps freiné la collecte de données. Le simple fait de savoir où ils vont est déjà un défi. « Les baleines bleues passent l’été dans l’estuaire du Saint-Laurent et c’est tout ce qu’on sait ! avoue Véronique Lesage, chercheuse scientifique spécialiste des cétacés, à Pêches et Océans Canada. On ne sait pas où elles vont à l’automne ni où elles passent l’hiver. »

À part peut-être quelques rapports de chasse des années 1800 ou 1900, qui font état d’animaux tués au large de la Floride, les connaissances sont pour le moins succinctes. Théoriquement, les baleines bleues s’alimentent dans les eaux au nord et vont mettre bas au sud. Toujours selon la théorie, elles ne se nourrissent pas pendant leur séjour dans les eaux plus chaudes. Mais la réalité semble plus complexe. C’est pourtant une donnée précieuse pour l’élaboration du plan de protection de l’espèce en péril : avant de pouvoir protéger l’habitat essentiel des géantes bleues, la première étape est de le localiser ! Une tâche à laquelle s’est attelée Véronique Lesage, avec l’aide de ses complices Richard Sears (directeur de la station de recherche des îles Mingan) et Russel Andrews (chercheur à l’université de l’Alaska de Fairbanks).

Pour y parvenir, l’équipe a eu, elle aussi, recours à des mouchards capables de transmettre en temps réel la position de l’animal par satellite. Dès que la baleine vient en surface pour respirer, le dispositif placé dans le cartilage de sa nageoire dorsale envoie sa position.

Voilà qui paraît simple, mais ancrer un émetteur de 12 cm de long sur un animal mesurant de 20 m à 30 m est un incroyable défi ! « Surtout que la baleine bleue est probablement l’espèce ayant la plus petite nageoire dorsale », souligne la chercheuse.

D’ailleurs, sur les 24 baleines équipées depuis 6 ans, la moitié des balises n’a tenu qu’environ 3 semaines. Deux individus se sont tout de même prêtés au jeu : une baleine a pu être suivie pendant 70 jours, et une autre pendant 177 jours, soit tout le long de son parcours migratoire annuel. Cette « indic », c’est Symphonie, une femelle que les spécialistes connaissent depuis près de 30 ans. En novembre 2014, elle a quitté les eaux de l’estuaire du Saint-Laurent, pour descendre progressivement jusqu’en Caroline du Sud, avant de repartir vers le nord.

On sait qu’elle a traversé en chemin des canyons très abrupts, où le krill est abondant. Sa trace a été perdue en avril 2015, mais elle a été revue l’été suivant dans le Saint-Laurent. S’est-elle effectivement nourrie dans ces canyons ? Où s’est-elle reproduite ? Il est encore trop tôt pour le dire. « Bien sûr, des informations sur une seule baleine ne suffisent pas, mais c’est un très beau début », commente Véronique Lesage. Et, comme pour conforter ces premières données, la deuxième baleine que les scientifiques ont filée pendant 70 jours a, elle aussi, séjourné dans ces mêmes secteurs.

Ce type de pistage a également amélioré les connaissances sur les sites de nourrissage ou de ponte des tortues de mer, particulièrement menacées, ou encore sur les comportements des thons rouges de l’Atlantique. Une aide précieuse pour la conservation des espèces.

Occasion en or
Ainsi, pour tous ceux qui étudient la vie aquatique, le matériel d’espionnage high-tech est une occasion en or. Pierre Magnan en sait quelque chose. L’été dernier, le titulaire de la Chaire de recherche du Canada en écologie des eaux douces, à l’Université du Québec à Trois-Rivières, a équipé des ombles de fontaine du lac Ledoux, en Mauricie, d’émetteurs internes, insérés dans leur abdomen. Pendant 2 ans, les appareils transmettront des données toutes les 3 minutes en été et toutes les 15 minutes en hiver.

« J’ai l’impression d’être un tout jeune chercheur, tellement je suis excité par la technique et par les résultats qu’on peut obtenir », s’exclame Pierre Magnan qui étudie pourtant ces « truites mouchetées » depuis trois décennies.

Son but : résoudre une énigme qui le taraude depuis la fin des années 1990. Le chercheur avait alors découvert qu’il y avait deux populations d’ombles dans les lacs, avec deux morphologies et deux régimes alimentaires distincts. D’une part, la population dite pélagique qui remonte dans la colonne d’eau pour se nourrir de zooplancton; d’autre part, la forme dite littorale qui nage vers les berges pour manger des larves d’insectes. Or, près des berges, la température peut atteindre 25 °C en juillet-août.

Et c’est là le mystère : comment font les ombles, qui ne tolèrent pas les eaux chaudes et dont la température interne dépend directement de celle de l’eau, pour supporter cette chaleur ? Pierre Magnan a une hypothèse : en laboratoire, il a démontré que la température interne de l’omble met environ 60 minutes avant d’augmenter quand le poisson passe d’un bac à 10 °C vers des bacs plus chauds (jusqu’à 23 °C). Son corps n’aurait donc pas le temps de percevoir que l’eau est trop chaude si son escapade près du bord est courte. « On verra si cela se confirme dans le lac Ledoux. Les émetteurs en question transmettent des informations de températures internes et de position à 10 hydrophones placés dans le lac », indique Pierre Magnan.

Le chercheur tentera du même coup de mieux comprendre comment les poissons parviendront (ou non) à s’adapter au réchauffement climatique, la grande question du moment et des années à venir.

Car au-delà de l’étude du comportement animal, les capteurs embarqués sont de plus en plus utilisés pour recueillir des informations sur l’environnement. Les scientifiques font ainsi de leurs protégés des chercheurs malgré eux. Les phoques polaires, par exemple, plongent sous la banquise antarctique et en rapportent des informations de pression, de température ou de salinité.

Dans ce contexte, on comprend l’importance de minimiser l’impact de ces capteurs sur les animaux : il faut penser au poids de l’appareillage, mais aussi à sa forme, sa couleur, à l’endroit où il est placé. « Il y a des règles à respecter; il faut peser le pour et le contre d’une technique avant de l’utiliser, quel que soit l’animal qui nous intéresse », commente Yan Ropert-Coudert.

Quoi qu’il en soit, on n’a pas fini d’entendre parler de ces techniques déclinables à souhait. « On est en train de créer une société (International Bio-Logging Society) pour fédérer encore plus les scientifiques qui travaillent dans le domaine », précise M. Ropert-Coudert. Ce nouvel arsenal techno intéresse même les botanistes ! Certains pensent à équiper chaque feuille d’un capteur de température pour reconstituer l’écosystème thermique de l’arbre… C’est dire si le sujet est à la mode.

 
Donner ou recevoir
Dans la grande famille de ces appareils embarqués, on distingue ceux qui transmettent des données en temps réel par ondes radio ou par satellite (on parle de biotélémétrie) et ceux qui les enregistrent (c’est le bio-logging, venant du mot log désignant le carnet de bord des marins). Les premiers sont surtout utilisés pour connaître la position et donc le déplacement des animaux. Le hic, c’est qu’ils ne transmettent qu’un nombre limité de données. Les seconds sont des sortes de journaux intimes qui enregistrent en détail la température, la pression, l’accélération, etc. Le revers de la médaille, c’est qu’ils doivent être récupérés pour livrer ce qu’ils ont capté. Les ingénieurs  cherchent donc aujourd’hui à combiner les deux techniques pour accéder à des informations détaillées en tout temps.


Photo: Charline Couchoux

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