Methods for passive acoustic monitoring of blue whales

• Main Author: Patris, Julie
• Other Authors: Laboratoire d'Informatique et des Systèmes (LIS) (Marseille, Toulon) (LIS), Aix Marseille Université (AMU)-Université de Toulon (UTLN)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université de Toulon, Hervé Glotin, Mark Asch
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: French
• Published: HAL CCSD 2019
• Subjects: Bioacoustics; Mysticetes; Blue whale (Balaenoptera musculus); Localisation mono-hydrophone; Frequency shift; High performance computation; Sound analysis; Acoustic wave propagation; Bioacoustique; Mysticètes; Baleine bleue (Balaenoptera musculus); Localisation monohydrophone; Baisse de fréquence des chants; Analyse de voisement; Calcul haute performance; Propagation d'onde acoustique; [SPI.ACOU]Engineering Sciences [physics]/Acoustics [physics.class-ph]; Baleine; Bleue; Galapagos; la Baleine; Balaenoptera musculus; Baleine bleue; Blue whale
• Online Access: https://hal.science/tel-02470838; https://hal.science/tel-02470838v2/document; https://hal.science/tel-02470838v2/file/2019_Patris_Julie_version_diffusion.pdf

Passive acoustic monitoring has a growing importance in marine mammals studies. This work is concerned with the largest of marine mammals, the blue whale (Balaenoptera musculus). We obtained a new corpus of acoustic data in the northern part of Chile, in the Humboldt archipelago. We show the presence of a song characteristic of the 'Chilean' blue whale, formerly described in southern Chile and Galapagos islands. Based on this sang type, we propose new methods of analysing and classifying pulsed sounds. Using the fundamental frequency thus obtained, we analyse the blue whale's sang, showing a general evolution of the frequency on a decadal scale. We also construct a method of mono­hydrophone source localisation based on high performance simulation of the acoustic wave field, by spectral elements methods. We conclude emphasizing on the importance of bioacoustic for monitoring the marine world. La surveillance par acoustique passive est un outil d'importance croissante pour l'étude des mammifères marins. Cette thèse pose des nouveaux modèles pour l'étude du plus grand d'entre eux, la baleine bleue (Balaenoptera musculus), qui émet de très basses fréquences. Pour ce faire, nous avons enregistré un corpus inédit dans l'archipel de Humboldt au nord du Chili. Nos données révèlent un chant caractéristique de la baleine bleue 'chilienne', dont nous étudions la structure pulsée et l'évolution au cours des dernières décennies. Le classement en signal tonal ou non-tonal nous permet, en nous focalisant sur la fréquence fondamentale mise à jour, de quantifier la baisse en fréquence des chants et d'effectuer une comparaison des signaux au niveau mondial. Notre troisième contribution est une méthode de localisation mono-hydrophone basée sur des simulations de propagation par éléments spectraux. C'est à notre connaissance le premier modèle de ce type, implémenté en milliers d'heures de calcul haute performance. Nous concluons en soulignant l'intérêt des méthodes en bioacoustique comme moyen de suivi et de connaissance du ...