L'acoustique pour d'autres applications : l'acoustique sous-marine

L'acoustique est la branche de la physique chargée d'étudier la production et la propagation des ondes sonores. En son sein, on trouve une grande variété de domaines, tels que l'électroacoustique, l'acoustique architecturale ou encore l'acoustique sous-marine.

Cette dernière s'intéresse à la propagation du son dans l'eau et à l'étude des sources de bruit qui y sont situées. Dans l'eau, les sons se propagent à une vitesse de 1 500 mètres par seconde, soit une vitesse bien supérieure à celle de l'air, qui est de 350 mètres par seconde. C'est pourquoi il existe des canaux de transmission qui permettent aux basses fréquences (les sons graves) d'être perçues sur de très grandes distances.

L'acoustique sous-marine a vu le jour en tant que discipline au début du XXe siècle. Son essor a été étroitement lié au développement de l'électronique et à l'histoire militaire, sa période de développement majeur s'étant produite à partir de la Seconde Guerre mondiale. Son étude combine aujourd'hui trois disciplines majeures : la biologie marine, la géologie et la géophysique.

Les hydrophones : les alliés de l'acoustique sous-marine

Les avancées technologiques permettent aujourd'hui de réaliser des enregistrements d'une fidélité absolue au fond des océans et des mers, ces données pouvant être stockées sur des mémoires flash pour être ensuite traitées et analysées. La possibilité de capter et d'analyser le son dans l'eau a ouvert de nombreux champs de recherche sur la faune marine et a aidé à comprendre les causes de divers phénomènes naturels.

Pour mener à bien les recherches en acoustique sous-marine, on utilise des hydrophones, également appelés micros sous-marins. Ce sont des dispositifs conçus pour capter les sources sonores dans un milieu liquide, en particulier dans l'eau. Il existe des modèles capables d'émettre eux-mêmes des ondes sonores, mais ils sont moins courants.

Dans l'eau, les ondes sonores se manifestent sous forme de variations de pression. Les hydrophones ont pour rôle de convertir cette pression en énergie électrique, c'est-à-vis en un spectre sonore audible par l'être humain, facilitant ainsi sa compréhension et son étude. Pour ce faire, ils doivent être capables de s'adapter à différentes pressions.

Lorsque plusieurs hydrophones reçoivent des signaux sonores, il est possible de localiser la source émettrice par triangulation. La position et la direction sont ensuite modélisées sur un écran grâce à des algorithmes de calcul. Cependant, avant de pouvoir analyser le son enregistré par l'hydrophone ou le sonar, il est indispensable de l'isoler des bruits parasites environnants, tels que le mouvement de l'eau, l'activité humaine ou le bruit thermique.

Les hydrophones s'avèrent d'une grande utilité pour détecter un événement hydroacoustique. Ce concept fait référence à tout bruit émis sous l'eau, qu'il s'agisse du chant d'un animal marin ou du bruit du moteur d'un navire. Il est alors primordial d'analyser la fréquence, l'amplitude et la persistance du signal pour déterminer s'il s'agit d'une anomalie hydroacoustique.