Ondelettes et sons cétacés

Tout son se caractérise par divers paramètres, incluant le volume, la fréquence, les harmoniques, le timbre, le rythme et le tempo, ce qui permet de le représenter graphiquement de plusieurs manières.

Par exemple, les acousticiens se fondent sur l’analyse spectrale pour examiner les fréquences composant un bruit.
Et la Transformation de Fourier nous permet de déconstruire un signal complexe en une série de sinus ou de cosinus, dont les coefficients décrivent la période et l’amplitude.
Pour donner un troisième exemple, les phonèmes sont des bruits que nous relions ensemble afin d’en faire des mots, des phrases, une langue tout entière.

Un scientifique russe qui étudient les vocalisations des bélugas en... a pu ainsi identifier 24 phonèmes dans le dialecte des cétacés locaux, entre autres émissions sonores de nature quasi-extraterrestre !

La première mention du terme « ondelette» (wavelet) apparaît dans une thèse signée par Alfred Haar en 1909. À la différence des sinus et des cosinus qui ont une ampleur infinie, les ondelettes sont de nature finie.

Qu’il suffise ici d’ajouter qu’elles figurent le son de manière tridimensionnelle, c’est à dire mieux que ne pourrait le faire une intégrale.
Un bruit « discret » est représenté avec des bords, comme s’il s’agissait d’un objet autonome, plutôt que sous la forme habituelle d’une onde en zigzag que nous voyons dans un spectrographe.

Pour de plus amples détails sur ces notions mathématiques complexes: Ondelettes

Baleine bleue : un langage « sismique »

Mark Fischer a transformé en ondelettes des milliers de vocalisations de cétacés. 
Pour le moment, il s’intéresse tout particulièrement à la beauté saisissante des images qu’il obtient et qui font apparaître les sons des baleines comme de l’énergie pure.
Mark reste cependant très attentif au fait que son travail sur les ondelettes pourraient apporter des éléments d’information nouveaux sur les modes de communication entre les odontocètes.

Certains chercheurs supposent en effet que les bélugas, les orques, les cachalots et les dauphins parviennent à s’envoyer des images les uns aux autres et qu’ils utiliseraient dès lors un vocabulaire «objectif» (représentant directement les objets). 

Les odontocètes, on le sait, perçoivent le monde environnant par l’intermédiaire de leur sonar. Une série de clics brefs émis par le melon se reflète sur la cible et revient sous la forme d’un écho spécifique que le cétacé lit comme l’image d’un rocher, d’un poisson ou d’un navire qui passe.

Mais puisque bon nombre de ces cétacés utilisent également leurs clicks sur un monde beaucoup plus rapide et à des fins de communication sociale, certains chercheurs supposent à présent qu’ils pourraient posséder une langue englobant tous les objets présents dans leur univers et tous les mouvements de ces objets.

Une plaisanterie classique chez les chercheurs de l’association Interspecies (qui soutient les travaux de Mark Fisher) est d’affirmer qu’un jour, on verra apparaître sur l’écran une ondelette qui aura la forme d’un poisson parfaitement dessiné !

En fait, lorsqu’on regarde l’ondelette d’un click de cachalot, il est assez facile d’y reconnaître la silhouette d’un calmar, qui constitue la principale ressource alimentaire de cet animal. Est-ce là une pure coïncidence ou le simple effet de la transformation en graphe d’ondelette ?
Il est impossible de le dire aujourd’hui.

Que désigne cette ondelette d’un béluga, qui forme d’étranges draperies mouvantes et colorées ?  Ou les flammes des dialogues des orques ?  Et que dire des ondelettes de la baleine bleue, de la baleine à bosse, de la baleine grise,  de la baleine de Minke, et de la formidable complexité de leurs vocalisations ?

Vocalisation d’un Grand Dauphin de l’Atlantique

Est-ce ainsi que les cétacés voient leurs propres paroles ?

Mark déclare :
« Je n’ai pas la moindre idée de la raison pour laquelle les ondelettes fonctionnent si bien lorsqu’il s’agit de représenter les sons des cétacés.
Cependant, si vous admettez le fait que des cétacés munis de cerveaux puissants nagent dans nos océans depuis près de 50 millions d’années, il n’y a rien de très surprenant à imaginer qu’ils aient pu transformer l’émission et la réception d’ondes sonores en une forme d’Art en soi. Ce qui me motive à travailler avec ce type d’analyse est simple. La gamme des fréquences impliquée dans les émissions sonores des cétacés est proprement extraordinaire : elle s’étend de la fréquence ultra basse de 5-9Hz pour les grands mysticètes comme la baleine bleue, jusqu’à des hauteurs jusqu’à de 150 kilohertz dans les aigus, pour certains dauphins.
Les logiciels d’analyse spectrale ordinaire sont incapables de traiter un tel éventail sonore.

J’ai déjà travaillé sur les sons d’une douzaine d’espèces et je peux donc déjà en tirer mes premières conclusions. Il semble que pour les sons de mysticètes, ce soient les transformations bi-orthogonales qui donnent les meilleurs graphiques.
Les sons de cachalot sont pour leur part mieux rendus avec la transformation de Meyer, Morlet et celle dite du Chapeau Mexicain.
Il ne s’agit là cependant que d’observations subjectives et préliminaires. J’envisage de passer d’ici peu aux vocalisations des Tursiops et des orques ! »

Il l’a fait depuis, et avec des technologies de plus en plus sophistiquées.

Voir ses recherches en 2013.

AquaSonic Cetacean