HAL Id: jpa-00230449
https://hal.archives-ouvertes.fr/jpa-00230449
Submitted on 1 Jan 1990
HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entific research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers.
L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destinée au dépôt et à la diffusion de documents scientifiques de niveau recherche, publiés ou non, émanant des établissements d’enseignement et de recherche français ou étrangers, des laboratoires publics ou privés.
PERFORMANCE PARTICULIÈRE D’UN POISSON PLAT (Solea solea L.) EN ÉCOUTE BASSE
FRÉQUENCE
J. Lagardere, J. Villotte
To cite this version:
J. Lagardere, J. Villotte. PERFORMANCE PARTICULIÈRE D’UN POISSON PLAT (Solea solea
L.) EN ÉCOUTE BASSE FRÉQUENCE. Journal de Physique Colloques, 1990, 51 (C2), pp.C2-631-
C2-634. �10.1051/jphyscol:19902148�. �jpa-00230449�
COLLOQUE DE PHYSIQUE
Colloque C2, supplément au n"2, Tome 51, Février 1990 C2-631
1er Congrès Français d'Acoustique 1990
PERFORMANCE PARTICULIÈRE D'UN POISSON PLAT (Solea solea L.) EN ÉCOUTE BASSE FRÉQUENCE
J.P. LAGARDERE et J.P. VILLOTTE*
CNRS-XFREMER, Centre de Recherche en Ecologie Marine et Aquaculture, BP. 5, F-17137 l'Houmeau, France
*~IUT Mesures Physiques, F-87065 Limoges Cedex, France
Résumé - Citte étude montre qu'un poisson (.SoLe.cc A.oLe.o) peut détecter un bruit de pas grâce à la perception de vibrations de très basse fré- quence (1,7 H z ) . Ceci confirme l'aptitude des poissons à percevoir les infrasons et suggère leur probable utilisation dans les migrations océa- niques .
Abstract - This study shows how a fish (,5oLe.ci AoLe.a) can detect human footfalls through sensitivity to very low frequency vibrations (1,7 H z ) . This observation confirms the fis>h ability to heard infrasounds and sug- gests their use in open sea migrations.
1 - INTRODUCTION
Lors d'une recherche visant à identifier les contraintes sensorielles que su- bit un poisson en élevage intensif, nous avons constaté avec surprise que le poisson plat (SoLe-ct. -±oAe.a), objet de nos tests, s'avérait capable de détecter l'approche de l'expérimentateur en pleine obscurité. En l'absence de toute possibilité de stimulation visuelle ou olfactive, seule une perception acous- tique pouvait être invoquée.
Afin de valider cette hypothèse et de préciser les fréquences des vibrations perçues par ce poisson, un enregistrement des ondes acoustiques liées au choc et à la périodicité des pas, ainsi qu'une étude de leur transmission à la structure d'élevage, ont été réalisés.
2 - METHODES
Les expériences ont été conduites dans un hall d'élevage de type intensif. Les bacs d'élevage de 400 1 sont montés sur un piétement de bois. Ils ont un ni- veau sonore de bruit ambiant important, compris entre 120 et 126 dB re luPa, du au débit continu d'une pompe de recyclage (SPA, 2800 tr/mn) et au système d'aération de l'eau par surpresseur.
Dans l'un de ces bacs, une sole est équipée d'un émetteur d'ultrasons permet- tant une télémesure acoustique de sa fréquence cardiaque. Tout stimulus perçu par le poisson provoque, en fonction de son intensité et de la réactivité de l'animal, un arrêt cardiaque plus ou moins prolongé (bradycardie).
La transmission des vibrations engendrées par le choc des pas a été étudiée à l'aide de deux accéléromètrès, l'un posé sur le sol (Bruël & Kjaer, type 8306) , l'autre fixé sur le fond horizontal du bac (Bruël & Kjaer, type 4381). Les deux capteurs, munis de leur électronique associée, sont connectés sur un en- registreur magnétique multivoies (Bruël & Kjaer, type 7005) permettant ainsi l'enregistrement simultané des signaux vibratoires sur les deux structures.
Le traitement est ensuite effectué sur un analyseur FFT à deux voies (Scienti- fic Atlanta, SD 380). Les spectres de fréquence sont moyennes, après une di- zaine de captures synchronisées par un trigger interne réglé sur le front de l'impulsion engendrée par le choc des pas.
3 - RESULTAIS
En pleine obscurité, le poisson perçoit l'approche de l'expérimentateur à 3 m environ de son bac (Fig. 1 ) .
Article published online by EDP Sciences and available at http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:19902148
COLLOQUE DE PHYSIQUE
Fig. 1
-
Légère bradycardie déclenchée chez la sole par l'approche nocturne de l'expérimentateur.L'analyse des signaux vibratoires, générés par le choc des pas sur la dalle d e béton et transmis au bac d'élevage, fournit les indications suivantes :
--
dans le domaine---
temporel : pas d'émergence décelable du bruit des pas au dessus du bruit d e fond du bac (Fig. 21, pompe et aérateur étant en marche.Par contre, le signal capté au sol m ~ n t r e - ~ u e la périodicité des pas est d' environ 0,58 sec (1,7 Hz en fréquence) et que leur choc excite la première résonnance de la dalle située autour de 2 2 Hz (sinuzoïde amortie fig. 2).
SETUP GAP TIME OUAL VW 4000 CH AB FR 400HZ
-i Il l l . . l I _ J . i - - J .
O NOHM L t i X i BASE AT ,976m SEC 2 . 0 o o o S E C 1 . 7 4 6 0 S E C A:-.O140 0: .O773 V XPRD SUU N 10
Pig. 2
-
Analyse oscillographique du choc des pas lors de l'approche de l'ex- périmentateur : a, sur le sol; b, sur le fond du bac.- - ---
dans le domaine f r é q u e n t i l : l'analyse a été effectuée entre O et 400 Hz, gamme auditive classique de poissons dépourvus de vessie natatoire. L e spectre des fréquences recueilli au sol (Fig. 3a) montre que les 7 premières raies sont liées à la périodicité des pas, que la n o 7 est centrée sur la fréquence d e résonnance d e la dalle et que les n o 9 et 1 0 (curseur mobile) sont asso- ciées au fonctionnement d e la pompe d e recyclage, elles s'éteignent à l'arrêt d e la pompe. L e spectre vibratoire du bac ne montre que quelques raies plus difficilesà interpréter (Fig. 3b). Cependant, la mesure du degré de dépendance linéaire entre ces deux séries de signaux (fonction d e cohérence) souligne une bonne transmission du signal à la fréquence des pas (Fig. 4b) et une transmis- sion très nette à la fréquence de résonnance de la dalle (22 Hz), fréquence excitée par la pompe et par le choc des pas (Fig. 4 a et 4b). L a comparaison des deux figures indique que la mise en résonnance d e la dalle du hall d'éle- vage est plus dépendante du fonctionnement de la pompe que du choc des pas.4
-
DISCUSSIONA la suite de cette analyse des phénomènes vibratoires générés par l'approche de l,'expérimentateur, il y a tout lieu d e penser que la sole doit plus vrai-
SETUP GRP SPEC UPPR
a
VW 8000 CH AB FR 50HZ SETUP GRP SPEC LOWRb
VW 8008 CH AB FR 50HZ03: 57: 2v 04: 01: 8 2)
1 .l
v v
LOG LOG
1E-5 1E-5
O NORM LNXl BASE AF ,0625 HZ 50.000H z O NORM LNXi BASE AF ,0625 HZ 50,000 HZ
45.812 HZ k' ,00697 V Ç ~ E C SUM N 8 45.812 HZ 8: .O0762 V SPEC SUM N 8
MARK LIST X O 6.9374 1 8.8749 2 10.624 3 12.374 4 14.124 5 15.937 6 17.374 7 21.250 8 30.187 9 34.812
MARK LIST X Y IUI Y IL) O 6.9374 8.93E-4 1 8.8749 9.03E-4 2 10.624 .O0108 3 12.374 .O0123 4 14.124 .O0121 5 15.937 .O0120 6 17.374 ,00434 7 21.250 ,00375 8 30.187 .O105 9 34.812 .O204
Fig. 3
-
D i s t r i b u t i o n s p e c t r a l e d e s v i b r a t i o n s r e c u e i l l i e s : a, s u r l a d a l l e d u h a l l d ' é l e v a g e ; b, s u r l e f o n d d u bac; d a n s l a g a m m e d e 0-50 Hz.ÇETUP GRP TF DUAL
a
vw 4008 CH AB FR 5 0 ~ ~ ÇETUP GRP TF DUALb
VW 8000 CH AB FR 50HZ4 34 33 COH B/A AVG DG X i WTG H A 2V B 2V 06 41 13 COH B/A AVG DG X4 WTG H A 2V B 2V
Fig. 4
-
A n a l y s e d e l a t r a n s m i s s i o n d e s s i g n a u x d ' e x c i t a t i o n d e l a d a l l e d u h a l l au b a c d ' é l e v a g e : a, p o m p e d e r e c y c l a g e e t a é r a t e u r e n m a r c h e ; b, p o m p e d e r e c y c l a g e e t a é r a t e u r s t o p p é s .C2-634 COLLOQUE DE PHYSIQUE
semblablement réagir à la périodicité des pas qu'à la fréquence d e la première résonnance de la dalle peu modifiée par le choc des pas. L a moindre efficaci- té d'une détection dans le 2 2 Hz est encore étayée par l'existence, assez gé- nérale chez les poissons, d'un seuil d'insensibilité relative autour de 20 Hz /1/. La détection d e ce signal dans le domaine des très basses fréquences (1,7 Hz) confirme donc les premières découvertes sur la capacité des poissons à percevoir les infrasons /2/. Dans le domaine précis d e nos observations il convient de souligner la performance du poisson qui parvient à déceler ce si- gnal dans un environnement très fortement bruité.
L'utilisation des infrasons par les pojsgons est un domaine d e recherche e n pleine expansion. Nous savons déjà qu'ils les utilisent à faible distance pour détecter et localiser une proie mobile /3,4/. Nous pouvons aussi pressentir leur utilisation dans les grands déplacements migratoires. Les infrasons sont communs dans le milieu océanique. Issus de sources différentes : vent, houle, déferlement des vagues, oscillations sismiques, fractures des glaciers
...,
ils générent u n niveau sonore élevé /5,6/ et une anisotropie mesurable 171.
Dans l'atmosphère, les oiseaux migrateurs sont capables d'utiliser des sour- ces d'infrasons analogues pour se diriger
181,
comment dès lors ne pas attirer l'attention sur leur intérêt potentiel comme repères et aide à la navigation sous-marine.REFERENCES
/l/Chapman,C.J. and Sand,O., Comp. Biochem. Physiol. 47A (1974) 371-385.
/2/Sand, 0. and Karlsen, H.E., J. exp. Biol. 125 (1986) 197-204.
/3/Montgomery, J.C. and Macdonald, J.A., Science 235 (1987) 195-196.
/4/Gray, J.A.B. and Best, A.C.G., J. mar. biol. Ass. U.K. 6 9 (1989) 289-306.
/5/Urick, R.J., Principles of Underwater Sound 3ème éd. (1983).
/6/Nichols, R.H., J. Acoust. Soc. Am. 6 9 (1981) 974-981.
/7/Wilson Jr, O.B., Wolf, S.N. and Ingenito, F., J. Acoust. Soc. Am. 78 (1985) 190-195.
/8/Yodlowski, M.L., Kreithen, M.L. and Keeton, W.T., Nature 265 (1977) 725- 726.
