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Partie 2-

Le suivi par satellite

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Manchots royaux de retour à Crozet. Photo M.Gauthier-Clerc.

Contexte scientifique de l'étude par suivi satellite

--> Les prédateurs pélagiques sont très peu connus

Manchot royal arrivant sur la plage. Photo JP.Robin.

Comme la Partie 1 (biologie générale) vous le détaille, les manchots royaux alternent tout au long de leur cycle annuel des trajets alimentaires en mer et des périodes à terre pour assurer la mue annuelle du plumage et la reproduction. Ces oiseaux plongeurs étaient jusqu'à présent très peu accessibles pour les chercheurs pendant leurs voyages en mer, et leurs trajets pratiquement inconnus. L'étude des animaux en mer est en effet soumise à de très nombreuses contraintes techniques, qui limitent souvent l'accès aux informations de base : où vont-ils ? comment ? pourquoi ?

Le suivi par satellite grâce aux balises Argos est donc une solution très intéressante pour retracer avec précision les déplacements de ces oiseaux en mer, lors de voyages qui peuvent durer plusieurs semaines et s'étendre sur des centaines de kilomètre.

--> Dans le but d'établir avec précision les déplacements alimentaires des manchots royaux à différents moments du cycle annuel, en relation avec les conditions climatiques, le CEPE et le CEBC (CNRS) étudient chaque été austral les trajets de plusieurs manchots royaux au départ des îles subantarctiques françaises, au moyen d'émetteurs pouvant être localisés à très longue distance : les balises Argos. Depuis 1994, le CNRS et l'Institut Paul-Emile Victor (IPEV, ancien IFRTP) ont financé des dizaines de balises qui ont permis l'établissement de nombreux mouvements en mer selon les contraintes de la reproduction et la variabilité de l'environnement austral.

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Les recherches effectuées par le CEPE-CNRS (Strasbourg, France) et le CEBC-CNRS (Chizé, France) résultent de nombreuses collaborations nationales et internationales : l'IPEV(Brest, France), les TAAF (La Réunion, France), le le MNHN (Paris, France), l'université de Birmingham (Grande-Bretagne), le NIPR (Japon), l'IFM-Kiel (Allemagne).

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Matériel et méthodes

--> Compte tenu du coût élevé d'une telle technique (matériel fait sur mesures et obtention des localisations par satellite), seuls quelques manchots sont muni chaque année d'une balise. Le matériel peut être parfois réutilisé d'un animal à l'autre au cours d'une même saison, car il est assez facile de recapturer un manchot de retour à terre pour lui enlever sa balise puisqu'il est fidèle à sa colonie. Le suivi de ces manchots est effectué depuis 1994 sous la responsabilité de Charles-André Bost du CEPE.

--> Le système de localisation par satellite grâce au système Argos est basé sur l'utilisation de balises, qui emmettent régulièrement des messages codés (toutes les 45 secondes dans le cas des manchots). Plusieurs satellites en orbite autour de la terre captent ces signaux, et parviennent ainsi à localiser la balise quelle que soit sa position à la surface de la terre. Les satellites renvoient alors ces informations à un site relais situé à Toulouse, qui traduit les résultats en coordonnées intelligibles. Par connexion informatique, les chercheurs ont ensuite accès aux données de localisation des balises, presque en temps réel.

Plus d'infos sur le système Argos dans le chapitre Technique.

--> Un problème auquel sont confrontés les chercheurs est l’hydrodynamisme quasi-parfait de ces oiseaux. Tout appareillage entraîne un frein et donc un surcoût énergétique potentiellement nuisible pour l’animal. De plus, comme ils plongent très profondément, le matériel doit résister à des pressions considérables.
Comme vous le voyez sur la photo du haut (balise pour les gorfous, manchots de petite taille), les balises utilisées sont donc petites, de forme hydrodynamique, coulées dans un bloc de résine, noires pour se fondre dans le plumage, et équipées d’une antenne orientée vers le ciel quand le manchot nage en surface.
Sur la photo du bas, un modèle plus volumineux de balise Argos est collé aux plumes avec une colle instantanée (balise pour manchots royaux, plus corpulents, alimentée par 2 piles permettant une autonomie plus longue). La pose est effectuée en quelques minutes, et la colle a l’avantage de ne pas abimer le plumage, même au moment ou l’on déséquipe l’animal.

 
Balise Argos utilisée sur des manchots de petite taille (une seule batterie incorporée). Photo CA.Bost.
Manchot royal équipé d'une balise Argos (2 batteries incorporées). Photo  CA.Bost.

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Résultats et analyses


1- Résultats janvier-mars 2004 - mise à jour 26 avril 04

Dans le cadre de l'Exposition "Espèces à suivre" à Strasbourg, les suivis de 12 manchots réalisés par le CEBC de Chizé ont été mis en ligne en direct sur une page spéciale.

2- Résultats janvier-mars 2003

Parallèlement aux navigateurs de la course "Around Alone", les trajets alimentaires de manchots royaux de Crozet ont été suivis par satellite dans les mêmes zones sub-antarctiques. Tous les suivis réalisés de janvier à mars 2003 .

3- Résultats février-mars 2002

L'été antarctique (décembre 2001-mars 2002) a vu de nombreux manchots porteurs de balises à Crozet et Kerguelen. Huit manchots royaux, équipés entre le 14 février et le 13 mars 2002 au départ de Kerguelen, vous livrent leurs trajets sur une page spéciale.

4- Résultats antérieurs, permettant une analyse complète

Voir les références bibliographiques des publications correspondantes en Partie 3 - Bibliographie

--> Des dizaines de suivis par satellites ont été réalisés depuis 1994 autour des archipels de Crozet et de Kerguelen, comme le montrent les points rouges sur cette carte (données 1994-2000). Les trajets obtenus sont caractéristiques du comportement hautement océanique des oiseaux, qui peuvent s’éloigner à la nage jusqu’à près de 2000km de leur île.

Localisations des déplacements en mer des manchots royaux au départ de Crozet et Kerguelen. Résultats CEPE-CNRS.

--> A Kerguelen, les manchots effectuent deux type de trajets au cours de l'été (période de l'élevage des jeunes):
Des trajets "courts" (inférieurs à 200km, comme celui représenté en bleu sur la carte ci-dessous), impliquant un retour à terre fréquent. Le manchot pêche alors au niveau du plateau océanique qui entoure l’archipel (sans franchir les traits fins noirs indiquant les lignes d'iso-profondeur).
Des trajets "longs" (plus de 400km, en rouge sur la carte ci-dessous), qui les amènent en zone océanique, et où l'augmentation de la fréquence des localisations permet également de montrer que les manchots passent plus de temps au dessus de zones plus profondes. Ils s'y alimentent de des proies de plus grande taille et de calmars.

Trajets courts et longs au départ de Kerguelen. Résultats CEPE-CNRS.

--> En ajoutant un nouvel élément de réflexion à l’étude des trajets longs, comme des données océanographiques, on peut affiner l’analyse des déplacements.

A Crozet, où les oiseaux sont suivis depuis 1994, il a été observé que les manchots ne se dirigent pas au hasard, mais préférentiellement vers le front polaire, "barrière" hydrologique, zone de forte concentration de biomasse, due à l’affrontement de masses d’eau de températures différentes (eaux atlantiques réchauffées au nord et eaux antarctiques froides au sud).

Les trajets sont fonction du Front Polaire. Résultats CEPE-CNRS.

En 1994, année « normale », le front polaire se situait à environ 450 km de Crozet, comme le reflète le trajet ici en vert. Mais en 1996, une anomalie climatique chaude a été ressentie dans le sud de l’océan indien, entraînant un éloignement vers le sud de ce front polaire, et une augmentation de la distance parcourue par ce manchot représentatif en rouge.

Cette année là, le réchauffement des eaux a entraîné un enfoncement et/ou un éloignement des bancs de poissons lanternes, devenus innaccessibles aux prédateurs.

Les manchots ont du adapter leurs trajets alimentaires pour atteindre le front :
le rayon d’action des manchot a augmenté de 55%, le temps du voyage de 30%, mais en conséquence le succès reproducteur à fortement diminué de 70%! Ces oiseaux, qui vivent longtemps (plus de 20 ans en général), privilégient ainsi leur survie au dépend de leur reproduction.

Ainsi, en analysant les localisations par rapport à d’autres données complémentaires, les chercheurs peuvent mesurer l’impact de certains changements globaux sur un des prédateur en haut de la chaîne alimentaire marine.

--> Nous voici maintenant en situation hivernale, pendant que le poussin jeûne à terre, avec une comparaison sur 2 années, mises en relation avec des cartes satellites des glaces antarctiques.

Trajets hivernaux vers les glaces antarctiques. D'après Charrassin et Bost 2001.


Les manchots royaux se déplacent à une échelle spatiale encore plus grande (trajets en rouge au départ de Crozet), puisqu’ils quittent la zone de front polaire pour atteindre cette fois les glaces antarctiques en formation (en vert et bleu). Une fois dans la zone de formation de la banquise, ils traversent les zones d’eau libre pour prospecter préférentiellement en limite des zones d’iceberg (en jaune), où leurs proies, les poissons lanternes, sont encore abondantes.
En près de 3mois, ces oiseaux auront accompli plus de 6000 km à la nage (Charrassin et Bost, 2001).

--> Les manchots s’alimentent exclusivement par plongée pour capturer leurs proies, la connaissance de leur comportement dans la troisième dimension est donc capitale pour comprendre réellement les motivations des trajets alimentaires (Bost et al, 1997).

C’est pourquoi, en plus d’une balise Argos, certains manchots sont équipés de capteurs permettant l’enregistrement de la pression, pour connaître la profondeur de plongée, des capteurs de vitesse, de luminosité, de température, voire pour certains des microsondes placés dans l’œsophage ou l’estomac pour mesurer la température des prises alimentaires et en déduire leur fréquence d’ingestion. Ces capteurs ne transmettent pas leurs données par l’intermédiaire des satellites, mais doivent être récupérés lors du retour du manchot à sa colonie, pour que les chercheurs puissent y prélever les résultats enregistrés en mémoire.

Manchots royaux nageant en bord de côte. Photo CA.Bost.
Combinaison prise alimentaire-trajet en mer. D'après Bost et al, 1997.

Voici l'exemple d’une approche combinée, où le même manchot a été équipé d’une balise Argos et d’une sonde de mesure de la prise alimentaire à Kerguelen.

Ainsi, au cours ce trajet représenté en rouge, les quantités de proies avalées ont pu être estimées tout au long du déplacement (ronds jaunes).

Il apparaît que la majorité de la pêche s’effectue à l’extrémité du trajet, là où les proies sont les plus abondantes, et que le reste du voyage, surtout à l’aller, correspond à des phases de transit où l'oiseau nage rapidement. Ceci permet donc de localiser les zones de concentration des proies dont ils dépendent (ce qui serait extrêmement difficile avec les techniques océanographiques conventionnelles), de mieux connaître la stratégie alimentaire de ces prédateurs, et de préciser leur rôle dans les chaînes alimentaires de l’océan austral.

--> Plus précisément encore, un autre oiseau a été équipé simultanément d’un enregistreur de plongée et d’une sonde de température oesophagienne (Charrassin et al, 2001).

Combinaison prise alimentaire-plongée. D'après Charrassin et al, 2001.

Les chutes brutales de la température de l’oesophage (courbe bleue), correspondant à la capture d'un poisson, peuvent être minutées en parallèle avec l'enregistrement de la profondeur de plongée (courbe verte). En supperposant les deux courbes, on découvre les paliers de profondeur (représentés par un petit poisson) où le manchot est allé capturer ses proies : entre 50 et 90 mètres pour cet individu.


--> Enfin, dernière application, des capteurs de température de l’eau, embarqués sur les manchots, fournissent eux aussi des données océanographiques. Couplées aux localisations par satellite, ces prises de température du milieu par les manchots permettent l’obtention des champs thermiques des colonnes d’eau traversées par les oiseaux (graphique ci-dessous). Les manchots apportent ainsi à l’homme des renseignements hydrologiques très utiles, en "3 dimensions", sur des zones du milieu marin parfois hors d'atteinte, et complèteront ainsi à l'avenir les campagnes océanographiques, difficiles à mener dans les "40èmes rugissants".

Températures des masses d'eau traversées. D'après Koudil et al, 2000.

Les zones chaudes (rouge et jaune) et froides (vert et bleu) des eaux traversées par les manchots peuvent être ainsi représentées en "3D" (Koudil et al, 2000).

--> Conclusions :

Le manchot instrumenté devient aujourd'hui un véritable auxiliaire océanographique et biologique, apportant aux équipes de recherche de précieux renseignements sur l’évolution de ses proies, des températures de son milieu, de son comportement, etc... Ces informations sont primordiales pour tenter de mieux comprendre les conséquences des variabilités climatiques à court et moyen terme sur les ressources marines, un des enjeux majeurs dans nos sociétés actuelles.

Le suivi par satellite ne se limite donc pas à tracer des routes migratoires!

Il permet aussi d'étudier dans sa globalité un phénomène écologique.

Trace de pas de Manchot royal sur la plage. Photo JP.Robin.

Cependant, un des soucis des chercheurs concerne le respect de l'oiseau : les manchots ne doivent pas devenir des animaux suréquipés de capteurs "high-tech", au risque de les perturber réellement ! De plus, les quantités de données ainsi obtenues sont déjà tellement importantes que des problèmes techniques de traitement des fichiers peuvent déjà se poser. Enfin, cette masse d'information nécessite un énorme travail de dépouillement et d'exploitation informatique et scientifique, qu'il faut pouvoir gérer dans les équipes de recherche pluridisciplinaires.

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--> Ces résultats préliminaires pourront à l'avenir être modifiés par les chercheurs en fonction de l'interprétation de nouveaux paramètres (données complémentaires, bibliographie...), ils ne constituent pas une publication. Données et cartes réservées à l'usage éducatif, propriétés du CEPE-CNRS.

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