Masque acoustique chez les espèces vocales des basses-terres du saint-laurent

L’accroissement des populations humaines, surtout concentrées dans les centres urbains, est remarquable via des modifications biogéographiques (p. ex., urbanisation, déforestation, homogénéisation des pratiques agricoles; Meyer et Turner II, 1992), mais également via des modifications des activités humaines (p. ex., augmentation du transport motorisé des marchandises, industrialisation des procédés de transfonnation des ressources). Ces dernières entraînent de profondes modifications au niveau du paysage sonore.

Les bruits humains étant d’intensité plus forte que les sons d’origine faunique, ils peuvent empêcher un individu récepteur de détecter les signaux sonores qui lui sont destinés (Dooling et Popper, 2007). Cet effet, appelé masque acoustique, pourrait avoir plusieurs répercussions sur le comportement, la capacité reproductrice et les coûts métaboliques associés à la production de chants pour les espèces animales vocalement actives (Hu et Cardoso, 2010; Halfwerk et al., 2011).

Le paysage sonore représente l’ensemble des sons émis dans un environnement à un instant donné et varie donc, dans le temps et dans l’espace (Krause et al., 2011; Pijanowski et al., 2011). Il est possible de le décomposer en trois constituantes distinctes: l’ anthrophonie, la géophonie et la biophonie (Napoletano, 2004). L’anthrophonie comprend les sons émis par les objets stationnaires et mobiles qui ont été créés par les humains. La géophonie est l’assemblage des sons émanant des éléments géophysiques du paysage, tels que les bruits provenant des cours d’eau, du vent, de la pluie, etc. (Pijanowski et al., 2011).

Finalement, la biophonie est composée des sons émis par les anunaux vocaux (c.-à-d. anoures, oiseaux, orthoptères, etc.) afin d’assurer divers comportements sociaux, tel que la défense des territoires et les processus d’alimentation et de reproduction (Gerhardt et Huber, 2002; Rheindt, 2003). L’analyse des paysages sonores, facilitée par les moyens technologiques actuels, permet donc d’étudier des environnements façonnés à la fois par des processus biotiques et des activités humaines.

L’onde sonore 

Les ondes sonores sont caractérisées de trois composantes distinctes: l’amplitude, la fréquence et la durée (Brumm, 2004). L’amplitude est la mesure de l’ampleur de l’oscillation de l’onde sonore autour de l’axe de propagation, généralement exprimée en décibel . On exprime également cette composante comme l’intensité d’un son. La seconde composante, la fréquence, représente le nombre de cycles que l’onde effectue en une seconde et est exprimée en hertz (Hz). Elle se calcule à l’aide de l’équation: f=1/p.

où f est la fréquence et p est la longueur d’onde. Ainsi, la fréquence d’une onde augmente lorsque sa longueur d’onde diminue (Séguin et al., 2010). C’est cette dernière qui fait en sorte que certains sons sont perçus comme étant aigus alors que d’autres sont perçus plus graves. Finalement, la durée d’un son désigne la période durant laquelle une source émet un signal sonore.

Communication sonore chez les animaux 

Chez les différents groupes du règne animal terrestre, la réception d’un signal sonore se fait à l’aide d’une membrane vibrante. Les multiples signaux reçus au même moment doivent ensuite être assemblés afin que l’interprétation du message soit complète. L’efficacité de ce processus d’audition est déterminée par: i) les seuils de détection de l’individu et ii) l’étendue des bandes de fréquences critiques.

Les seuils de détection reflètent la capacité vibratoire des membranes de l’organe auditif, et ce, pour différentes fréquences acoustiques. Chez une espèce donnée, les seuils de détection les plus bas se situent généralement près des fréquences dominantes émises pour la communication (Okanoya et Dooling, 1987) et se détériorent plus ou moins rapidement de part et d’autre de ces fréquences de communication .

La capacité de discriminer un signal acoustique du bruit de fond dépend du ratio du bruit sur le signal (signal-to-noise ratio; SNR) dans les bandes de fréquences excitées. Le SNR est calculé comme suit: SNR = S – B

où S est l’amplitude maximale du signal et B est l’amplitude du bruit ambiant (Towsey et al., 2014). Ainsi, un signal émis à une amplitude inférieure à celle du bruit ambiant ne serait pas perçu par l’organe auditif du receveur. De plus, afm d’interpréter correctement un signal, une valeur minimale de SNR doit être atteinte, une valeur avoisinant 20 dB pour les humains (Dooling et Popper, 2007). Autrement, le message transmis ne sera pas perçu par l’individu receveur.

L’étendue des bandes de fréquences critiques définit la résolution avec laquelle un signal acoustique sera interprété. Fusionnant l’énergie contenue dans toutes les fréquences qu’elles couvrent, ces dernières transmettent l’information comme s’il ne s’agissait que d’une seu1e et même fréquence (Fletcher, 1940). Ainsi, des bandes de fréquences critiques étroites offriront une meilleure résolution auditive; il sera plus facile de discriminer les informations contenues dans des signaux émis à des longueurs d’onde similaires (Ehret et Capranica, 1980). Ces bandes sont également plus étroites pour les basses fréquences que pour les fréquences élevées, mais les variations dans la taille des bandes de fréquences critiques diffèrent d’une espèce à l’autre en fonction de l’excitabilité du nerf auditif (W ollerman, 1999).

Ainsi, si deux individus ont des seuils de détection similaires, celui qUi possède les bandes de fréquences critiques les plus étroites percevra des différences plus subtiles dans les signaux sonores. Ces deux mécanismes font en sorte que le message contenu dans un même paysage acoustique peut être perçu de façons différentes par des individus d’espèces différentes.