GRAND ORAL PHYSIQUE-CHIMIE Problématique : En quoi les sonars militaires perturbent-ils les baleines ?

« GRAND ORAL PHYSIQUE-CHIMIE Problématique : En quoi les sonars militaires perturbent-ils les baleines ? INTRODUCTION : Imaginez-vous dans l’océan, à plusieurs centaines de mètres de profondeur.

Tout est sombre.

Impossible de voir…mais on peut entendre.

Dans cet environnement, le son devient essentiel.

C’est même le principal moyen de perception. Pour les baleines, le son est indispensable : il leur permet de communiquer entre elles, de s’orienter dans l’immensité de l’océan, de survivre et même de maintenir des liens sociaux sur de très longues distances. Or, depuis plusieurs décennies, les océans sont de plus en plus bruyants.

On parle même aujourd’hui de pollution sonore sous-marine.

Ce phénomène est directement lié aux activités humaines, comme le trafic maritime, les explorations pétrolières (plateformes offshores), mais également les activités militaires. Parmi celles-ci, les sonars militaires sont particulièrement puissants et font aujourd’hui l’objet de nombreuses discutions entre les scientifiques sur la perturbation des écosystèmes marins du aux sonars militaire. On peut alors se demander : En quoi les sonars militaires perturbent-ils les baleines ? Pour répondre à cette question, je vais d’abord expliquer comment fonctionnent les sonars et pourquoi sont-ils utilisés, puis montrer leurs effets sur les baleines et enfin évoquer les solutions envisagées pour limiter ces impacts. I- Comment fonctionnent les sonars et pourquoi sont-ils utilisés ? Le sonar, qui est un acronyme issu de l'anglais Sound Navigation and Ranging est un système utilisé pour détecter des objets sous l’eau, notamment les sousmarins. Son fonctionnement repose sur les propriétés particulières de la propagation du son dans un milieu liquide / sur la propagation des ondes sonores dans un milieu liquide.

Une onde sonore est une onde mécanique (longitudinale) qui se propage à travers des milieux comme l’air, l’eau en raison des vibrations des objets, caractérisées par la fréquence, l'amplitude, la longueur d'onde et la vitesse. Lorsque le sonar émet un signal, il crée une succession de compressions et de dilatations dans l’eau.

Ces variations de pression se déplacent de proche en proche : c’est ce qu’on appelle la propagation d’onde. Dans l’eau, la vitesse du son est égale à 1500 mètres par seconde (5400 kilomètres par heure), soit environ 4 fois plus rapide que dans l’air (340M/S).

Le son sous l’eau impact donc de plus grande zone.

Cette vitesse dépend de plusieurs facteurs / paramètres physique, notamment : la température de l’eau, la salinité et la pression, donc la profondeur.

Cela signifie que la propagation du son dans l’océan est complexe et peut varier selon les conditions. (Ajout calcul : Si un signal met 7 secondes à revenir, alors : d=1500*7/2= 5250 Cela montre que l’objet est à 5,25 kilomètres du sonar.) Lorsqu’une onde sonore rencontre un obstacle, elle est réfléchie : c’est le phénomène d’écho.

Le sonar mesure alors le temps entre l’émission et la réception du signal. En utilisant la relation entre la vitesse, la distance et le temps (qui est : d=v*t / 2) on peut déterminer la position de l’objet. Dans cette formule, le facteur 2 s’explique car le son fait un aller-retour entre le navire et l’obstacle. Ajout calcul : Par exemple, si le sonar reçoit l’écho au bout de 4 secondes, alors : d=1500*4/2= 3000m L’objet se situe donc à 3 kilomètres Mais il n’y a pas que la réflexion, les ondes peuvent également subir d’autre phénomènes physique comme par exemple la réfraction (qui est une déviation de trajectoire lorsque le milieu change), l’atténuation (qui correspond à la perte d’énergie au fur et à mesure de la propagation) ou encore la diffusion (lorsque l’onde est dispersée dans plusieurs directions). Cependant dans l’océan, certaines conditions permettent au son de se propager très loin, notamment grâce à des couches d’eau où la vitesse du son est minimal, ce qu’on appelle le canal SOFAR.

Dans cette zone les ondes sonores peuvent être piégées et voyager sur des centaines, voire des milliers de kilomètres. Ajout calcul : Par exemple, pour une distance de 200 kilomètres on peut estimer le temps de propagation  t=d/v=200000/1500=66 secondes Donc le son met environ 1 minute pour se propager. Les sonars militaires exploitent ces propriétés pour détecter des objets à grande distance. Certains sonars notamment les sonars actifs à moyenne fréquence, émettent des sons extrêmement puissants, pouvant dépasser les 200 décibels.

Le décibel étant une est une notion universelle, qui permettent de mesurer une intensité sonore avec la formule L=10log(I/Io) De plus la fréquence du son joue un rôle important.

Les basses fréquences se propagent généralement plus loin, tandis que les hautes fréquences sont plus rapidement atténuées. Ainsi, les sonars militaires combinent forte intensité et fréquence adaptées pour maximiser leur efficacité… mais cela les rend aussi particulièrement intrusifs pour les organismes marins. II- Les effets des sonars sur les baleines Les baleines ont un système auditif très développé et.... »