Thèse soutenue

Algorithmes d’extraction robuste de l’intervalle-inter pulse du biosonar du cachalot : applications éthologiques et suivi des populations

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Auteur / Autrice : Régis Abeille
Direction : Hervé Glotin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Informatique
Date : Soutenance le 27/11/2013
Etablissement(s) : Toulon
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mer et Sciences. ED 548 (Toulon)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences de l'Information et des Systèmes (La Garde, Var) - LSIS
Jury : Président / Présidente : Gianni Pavan
Examinateurs / Examinatrices : Hervé Glotin, Gianni Pavan, Olivier Adam, Jérôme Sueur, Pascale Giraudet
Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Adam, Jérôme Sueur

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Le cachalot, Physeter macrocephalus le plus grand des odontocètes, a été longtemps exposé à la pêche pour extraire l'huile contenue dans sa tête (spermaceti), et est maintenant vulnérable. Les cachalots nagent dans divers endroits du globe et atteignent les plus grandes profondeurs, où ils chassent par écholocation. Ils émettent des sons, des clics à large bande, à structure multi-pulsée générée par des réflexions intra-tête. Ces clics contiennent de l'information sur la taille de l'animal et sur son orientation, reposant sur les délais entre les pulses qui le composent (intervalle inter-pulse 'IPI'). Ces mesures sont utiles dans la préservation et les efforts de suivi populationnel du cachalot, puisqu'il est impossible de filmer ces mammifères nageant en grandes profondeurs.Les avancées technologiques permettant un essor considérable du nombre d'enregistrements sous-marins. Des algorithmes d'analyse automatiques sont alors requis pour le suivi de cette population ou des études comportementales et mesures de protection. La littérature offre une variété de méthodes pour le calcul de l'IPI. Cependant, elles souffrent d'un mélange des différents délais entre pulses résultant en une estimation de l'IPI peu précise et, par conséquent, de la taille de l'animal. De plus, ce mélange des différents délais entre pulses ne permet pas l'extraction de données sur l'orientation de l'animal. Dans cette thèse, une nouvelle méthode pour une analyse fine de l'IPI est présentée. Elle ne mélange pas les différents délais entre pulses, mais sélectionne les pulses à travers une analyse combinatoire et statistique. Il en résulte une meilleure estimation de la taille du cachalot. De plus une information supplémentaire, sur son orientation, est extraite. Notre algorithme est comparé avec ceux de l'état de l'art. Nous en discutons ses forces et faiblesses.Les résultats expérimentaux sont donnés autant sur des exemples avec un ou plusieurs cachalots émettant en même temps, que sur des données obtenues en différentes zones géographiques (France, Italie, Etats-Unis) et à partir de différents systèmes d'enregistrement. Ceci démontre la robustesse de la méthode proposée, et donne des perspectives pour le suivi des cachalots à l'échelle du globe.