en place d’un protocole pour l’observation · mise en place d’un protocole pour...

Mise en place d’un protocole pour l’observation visuelle des requins

LOISEAU Nicolas

CHABANET Pascale

15/05/2011

[email protected]

[email protected]


2

Table des matières

TABLE DES MATIERES ............................................................................................................................2

RESUME ................................................................................................................................................3

REMERCIEMENTS ..................................................................................................................................4

1. INTRODUCTION..............................................................................................................................5

2. MATERIELS ET METHODES .................................................................................................................6 2.1 ZONE D’ETUDE......................................................................................................................................... 6 2.2 MATERIEL ............................................................................................................................................... 6 2.3 CALENDRIER ............................................................................................................................................ 8

3. RESULTATS ET DISCUSSION................................................................................................................9 3.1 DONNEES OBTENUES ................................................................................................................................ 9 3.2 RESULTATS PRELIMINAIRES ET DISCUSSION.................................................................................................. 10 3.3 PERSPECTIVES........................................................................................................................................ 11


3

Résumé

Peu d’informations existent aujourd’hui

sur les requins côtiers à La Réunion.

L’utilisation de la vidéo sous‐marine, en

complément des marquages acoustiques,

permet d’acquérir des données essentielles

sur l’écologie des requins, en particulier les

requins bouledogues et les requins tigres

ciblés dans l’étude. Dans ce contexte, une

caméra sous‐marine a été installée sous les

cages aquacoles de la Société Aquacole des

Mascareignes (SAM) dans la Baie de Saint‐

Paul afin d’une part 1) d’acquérir des images sous les cages pour mesurer la présence de requins sur

zone ; 2) et d’autre part de déterminer les heures privilégiées de passage afin d’établir un protocole de

suivi optimisant l’échantillonnage vidéo et de valider un prototype de caméra adéquat pour ces

observations.

Le système vidéo a été placé sous les cages à 30 m de profondeur sur un fond sableux. Une caméra

HD professionnelle munie d’un objectif grand angle de 90° a été posée sur un trépied inox de 3 mètres

de haut. La caméra a été reliée en surface à un boîtier contenant i) un lecteur qui enregistre les images

sur un disque dur, ii) une batterie rechargée par un panneau solaire et iii) un régulateur de tension. Une

balise d’écoute et une sonde multiparamétrique ont été également installées sur la zone d’étude. 28

jours d’observation ont permis d’acquérir 168 heures d’images. Les premières analyses ont montré que

les passages des requins sur zone n’étaient pas conditionnés par le cycle nycthéméral (heure, matin,

après‐midi), ce qui rendra difficile la mise en place d’un protocole avec acquisition automatique d’images

sur des périodes prédéterminées. Néanmoins ce résultat n’empêchera pas la transposition de la

méthode d’observation sur les zones de forte concentration identifiées lors des campagnes de

marquages. Les caractéristiques aux minima d’une caméra vidéo pour ce type d’observations ont été

définies et cette caméra est en cours d’acquisition.

Les résultats préliminaires montrent que durant cette période, 5 à 6 requins bouledogues de taille

moyenne ont été observés entre 10 et 17h sous les cages, seul ou en groupe de 4 au maximum. Sur la

durée de l’expérimentation, les individus ont été observés régulièrement avec cependant quelques

absences sur site durant plusieurs jours. En nombre de jours d'observation, cela représente 15 jours où

au moins un requin a été observé entre 10 sec et 15 min sur 28. Ainsi les cages aquacoles seraient une

zone de passage pour les requins bouledogues et non une zone de prédation. A notre connaissance ces

observations du comportement naturel des requins bouledogues (sans présence d’appât ni

d’observateurs) n’ont jamais été effectuées à ce jour en milieu naturel. Ces résultats devraient donc être

valorisés par des publications dans des revues de niveau international.


4

Remerciements

‐ à la SAM, et en particulier Pascal Parris, Arnaud Bettes et Alain Labonne, pour leur accueil, les

conseils et connaissances qu’ils nous ont donnés et leur aide quotidienne sur la zone d’étude ;

‐ à l’ARDA, en particulier à son Directeur Pierre Bosc qui nous a facilité l’accès à la SAM et a mis à

disposition un bateau ARDA, à Adeline Collet et Estelle Crochelet pour avoir participé à la

récupérations des disques enregistreurs en surface grâce aux sorties prévues dans le cadre du

programme POLARUN, et à Jérôme Bosmans pour la planification des sorties bateau de l’ARDA ;

‐ à Remy Tézier (Tec‐Tec production) pour ses nombreux conseils, son soutien permanent, et aussi

pour avoir accepté de laisser sa caméra « high‐Tec » sous l’eau pendant toute la durée de

l’expérimentation ;

‐ à Michel Banderier pour avoir mis tout son savoir faire pour la construction de la structure

métallique et la réparation d’avaries du matériel ;

‐ à Pierre Barroil pour avoir su surmonter les problèmes électroniques ;

‐ à Eric Hoareau pour son aide dans la prise d’images et les déploiements sous marins.

‐ au service audiovisuel de l’IRD Bondy, en particulier à Brigitte et Bernard Surugue, pour leurs nombreux conseils et leur soutien financier.


5

1. INTRODUCTION

Les campagnes de capture/recapture sont les moyens les plus utilisés pour l’étude des requins, en particulier des requins bouledogues. Ils permettent l’obtention d’informations fiables sur leurs mouvements et leur lieu de résidence. Cependant le comportement, la relation du requin vis a vis de l’environnement et son mode de nutrition, est difficilement quantifiable sans une observation in situ de l’espèce. Au travers des observations visuelles en plongée (UVC), il est également difficile d’appréhender le comportement naturel des requins, en particulier pour le requin bouledogue qui fuit le plongeur. La connaissance de leur comportement est pourtant essentielle pour appréhender l’écologie de cette espèce et l’impact réciproque entre espèces et environnement. Les études qui se sont penchées sur l’observation visuelle des requins bouledogues ont utilisé la méthode d’UVC associée à du nourrissage (Thorson, 1971 ; Kohler et al., 1998 ; Kohler and Turner, 2001 ; Curtis 2008). Il est cependant difficile d’analyser le résultat de ces opérations tant le

comportement du requin est modifié par l’attraction olfactive (Brunnschweiler et al., 2010). Dans le cadre de CHARC I, il a été choisi d’adapter un protocole d’observation par vidéo, déjà utilisé par l’IRD sur les poissons récifaux (Ponton et al., 2012 ; Chabanet et al., in press) à la problématique requin. L’observation par vidéo, qui offre un temps d’observation bien supérieur à l’UVC, présente l’avantage de ne pas impacter le comportements des espèces étudiées.

Notre objectif est double :

1) Acquérir des images afin de vérifier la présence de requins sous les cages aquacoles ;

2) Déterminer les heures privilégiées de passage afin d’établir un protocole de suivi optimisant

l’échantillonnage vidéo aux heures les plus favorables de présence des requins et de valider un

prototype de caméra adéquat pour ces observations.

Les images acquises permettront également d’étudier le comportement des requins et leurs

interactions biotiques (autres espèces) et abiotiques (courant, salinité) en milieu naturel. L’objectif initial

était de i) mettre au point un protocole vidéo pour le suivi des requins en laissant la caméra tourner

quelques jours sous les cages (< 1 semaine) pour vérifier le meilleur angle de prise de vues (haut, bas)

pour un suivi optimal, et ii) suite à ces tests, construire deux caméras. Nous avons décidé de profiter de

cette opportunité exceptionnelle de filmer des requins dans leur milieu naturel pour filmer pendant 1

mois, après avoir effectué des tests préliminaires concluants, et dans l’objectif d’avoir des données

publiables. Cette expérience a demandé beaucoup d’ingéniosité technologique, ce qui a été possible

grâce au partenariat IRD /Tec –Tec production. Le prototype de caméra validé permettra l’achat et la

conception d’une caméra sur les deux prévus mais des fonds complémentaires pourraient être obtenu

auprès du service de communication de l’IRD pour l’obtention d’une seconde caméra.


6

2. MATERIELS ET METHODES

2.1 Zone d’étude

L’ensemble de l’expérimentation a été réalisé sous la concession de la Société Aquacole des

Mascareignes (SAM). Le choix de ce site (figure 1) se justifie par sa position dans une zone sableuse,

biotope favorable à l’établissement de requins et le rôle de DCP que pourrait jouer les installations

aquacoles. En effet, depuis les récentes attaques, ce site est régulièrement présenté comme un haut lieu

de concentration de requins. La présence humaine quotidienne (employés sur zone) a permis la mise en

place d’un protocole permettant l’enregistrement d’images en continu pendant la journée.

Figure 1. Localisation du site d’étude, sur la concession de la Société Aquacole des Mascareignes (SAM) en Baie de Saint‐Paul à l’île de la Réunion.

2.2 Matériel

Afin d’obtenir un maximum d’information, une caméra à haute définition SONY HDCAM 750, munie

d’un objectif canon angle de 90°, a été louée à la société Tec‐Tec production et placée dans un caisson

HD professionnel Subspace. Le choix d’une caméra HD professionnelle a été justifié par notre volonté

d’acquérir des images de qualité suffisante pour obtenir des informations exploitables scientifiquement

sur les espèces observées et dans des conditions de visibilité restreinte (profondeur et turbidité) . De

plus l’angle de 90° nous a permis d’avoir un champ de vision assez large pour les prises de vue de requins.


7

Un trépied inox de 3 mètres de haut a été fabriqué pour fixer la caméra sur le fond et éviter les

panaches de sable. Ce système a été conçu pour permettre d’orienter les prises de vue de 180° de haut

en bas et de 360°de droite à gauche pour choisir le meilleur angle une fois la caméra installée.

L’ensemble fait un poids de 300 kg entièrement démontable et transportable. 400 kg de lest en béton

ont été rajoutés afin de résister au train de houle.

Ce dispositif acquis par le programme est opérationnel pour des prises de vue sécurisées. Un boîtier

en surface a également été conçu et fabriqué pour relier la caméra par 50 mètres de câble vidéo et

d’alimentation. Ce boîtier de 150 cm de long sur 70 cm de large contient la batterie (12V‐75A) rechargée

par panneau solaire fournissant l’énergie nécessaire au fonctionnement du système. Un régulateur de

tension a permis de maintenir à sa sortie une tension constante, indépendamment, de la charge de la

tension d'entrée. Ce boîtier permet également d’accueillir un lecteur‐enregistreur (SAMOURAI‐Atamos)

qui enregistre et stocke les images en surface (capacité de 500 à 1000 Gi). Le retour surface se fait grâce

à un câble vidéo HDMI (High‐Definition Multimedia Interface) ProResHQ422 permettant d’enregistrer à

la fois les images et le son. Les images ont été stockées sur des disques durs d’une capacité de 500 à

1000 gigas. L’ensemble du système vidéo est opérationnel et représenté sur la figure 2 et 3.

Figure 2 : Représentation schématique de l’installation vidéo déployée sous les cages de la SAM dans la baie de Saint‐Paul à La Réunion


Figure 3 : Photographies du matériel utilisé. De gauche à droite : (a) trépied support de la caméra,,(b) modèle de caméra, ,(c et d) boitier de renvoi surface extérieur et intérieur, (e), installation de la caméra.

a

b

c

d

e


En complément de l’installation vidéo, une station d’écoute acoustique et une sonde

multiparamétrique ont été installées afin d’enregistrer les requins marqués (station d’écoute) et les

variables environnementales (sonde). La sonde, installée sur le mât central du trépied, a fourni des

données de vitesse et de direction du courant, de pression, de salinité et de température. La turbidité a

été estimée lors de l’analyse des images.

2.3 Calendrier

La première phase de l’expérimentation vidéo s’est déroulée en décembre 2011 avec la préparation

du protocole, le choix du matériel et la mise en place d’un partenariat avec l’entreprise « TEC‐TEC ». Le

mois de janvier a été consacré à la construction du trépied et du retour surface, suivi au mois de février

par une série de tests en immersion. Ces tests ont permis d’installer la caméra sous le meilleur angle

pour filmer les requins. L’enregistrement en continu s’est déroulé de mars à début avril 2012. Les mois

de mai et juin ont été consacrés à la réalisation du prototype de la caméra vidéo utilisée pour la suite du

programme CHARC.

2.4. Protocole

Suite à la période d’installation du système, les premiers jours d’observation ont été consacrés à

tester la position et l’orientation de la caméra afin d’obtenir des enregistrements de qualité optimale. La

caméra a été tout d’abord placée en surface puis sur le trépied au fond. Sur ce trépied, la caméra a été

orientée tout d’abord vers la surface en contre‐jour, puis inclinée vers le fond. Les enregistrements se

sont déroulés pendant 1 mois sur des tranches horaires allant de 5h30 à 18h couvrant ainsi l’ensemble

d’une journée. La vidéo a été mise en marche tous les matins et le disque dur contenant les images de la

journée récupéré en fin d’après midi. L’ensemble des vidéos a été visionné en accéléré par le même

observateur. Les séquences caractérisées par la présence de requins ont été extraites et classées avec

l’heure d’entrée et de sortie du requin du champ de la caméra afin de comptabiliser le nombre de

requins et leur temps de résidence sur la zone. Des études sur le comportement des requins ainsi que les

relations entre leur présence et les données environnementales pourront être testées ultérieurement

grâce aux données enregistrées par la sonde multiparamétrique. Afin d’avoir un ordre d’idée de la taille

des requins observés, un décamètre a été déroulé devant l’objectif (figure 4). La taille du requin sera

estimée en fonction de cette calibration.

. Figure 4 : Protocole d’estimation de la taille des requins


9

3. RESULTATS ET DISCUSSION

3.1 Données obtenues

L’enregistrement s’est déroulé quotidiennement du 6 mars au 6 avril 2012, soit sur un cycle lunaire

complet, avec en moyenne 5h40 d’enregistrement quotidien (cf Tableau 1). L’ensemble des

enregistrements représente 168 heures de film.

Jours Temps

d'enregistrement

Jours Temps

d'enregistrement

23/02/2012 Test 21/03/2012 04:13

24/02/2012 Test 22/03/2012 10:24

06/03/2012 04:00 23/03/2012 04:56

07/03/2012 06:08 24/03/2012 09:25

08/03/2012 01:00 25/03/2012 09:46

09/03/2012 05:07 26/03/2012 Maintenance

10/03/2012 08:04 27/03/2012 07:10

11/03/2012 06:45 28/03/2012 01:00

12/03/2012 05:46 29/03/2012 01:50

13/03/2012 06:54 30/03/2012 05:43

14/03/2012 06:52 31/03/2012 07:33

15/03/2012 07:40 01/04/2012 07:03

16/03/2012 05:45 02/04/2012 05:28

17/03/2012 05:19 03/04/2012 01:00

18/03/2012 06:03 04/04/2012 00:25

19/03/2012 05:28 05/04/2012 07:20

20/03/2012 10:35 06/04/2012 01:00

Table 1 : Liste des jours et de la durée des enregistrements


10

3.2 Résultats préliminaires et discussion

Durant la première période de l’étude, les images orientées vers la surface se sont avérées

difficilement utilisable et la fixation sur le fond a donc été privilégiée. Les différents angles de vues ont

été testés, du fond vers la surface et vers le fond, afin d’optimiser les observations de requins. La prise

de vues vers le fond a permis d’avoir une meilleure qualité des images pour identifier les individus. De

plus, les requins bouledogues ont été observés le plus souvent proches du fond, ce qui a conforté notre

choix d’orientation de caméra. Nous avons donc opté pour une prise de vues vers le bas pour filmer les

requins durant notre expérimentation en continu toute la journée. Concernant le protocole

d’échantillonnage futur, les passages des requins sur zone n’étant pas conditionnés par le cycle

nycthéméral (heure, matin, après‐midi), il sera difficile de mettre en place un protocole optimisé avec

acquisition automatique d’images sur des périodes prédéterminées. Cette expérience a néanmoins

permis de préciser la position et l’orientation préférentielle de la caméra pour une observation optimale

des requins. De plus, à partir de l’analyse technique des prises de vues, les caractéristiques aux minima

d’une caméra vidéo pour les observations futures ont été définies. Ces caractéristiques sont : ‐ un angle

de prise de vue supérieure ou égal à 90°, ‐ une focal supérieure à 6 mètres, ‐ une sensibilité (lux)

maximum, ‐ une image enregistrée en haute définition. L’étude des caméras existantes sur le marché a

permis de sélectionner différents types de caméra, soit une caméra Canon HD de type XA10 soit une

caméra de surveillance HD. Enfin le retour surface s’est montré essentiel lors de l’échantillonnage, en

permettant une récupération des données sans l’intervention de plongeurs.

Pendant 28 jours, la caméra a filmé en continu la journée, ce qui nous a permis d’acquérir en tout

168 heures d’images. L‘analyse des vidéos est à ce jour incomplète, néanmoins quelques résultats

préliminaires nous permettent de donner des informations intéressantes sur les requins présents sous

les cages aquacoles. Les vidéos du 6 au 15 mars 2012 ont été entièrement dépouillées. Sur ces 10 jours,

87 séquences de passage de requins comprises entre 10 s à 15 mn (en moyenne 1mn 30) ont été

enregistrées. Il semblerait que ça soit toujours les mêmes individus qui passent sous les cages (5 ou 6

individus). Seuls des requins bouledogues de taille moyenne (entre 1m 80 et 2m 50) ont été observés.

Durant ces 10 jours, aucun requin marqué lors de la campagne CHARC I n’a été enregistré sur la station

d’écoute. Des carangues jaunes (Carangoides fulvoguttatus) étaient très souvent associés au passage de

requins. L’heure de la journée n’a pas semblé jouer un rôle majeur sur la présence des requins sur le site

d’étude, des individus ayant été observés entre 10h et 17h. Néanmoins, un plus grand nombre de

requins a été observé l’après‐midi.

A partir du 16 mars 2012, l’analyse en accéléré des séquences vidéo (donc à prendre avec précaution)

a montré qu’il n’y a pas eu de requin observé les 5 jours suivants, puis ces requins sont revenus de

manière irrégulière sur la zone jusqu’à la fin de l’expérimentation.

Les résultats préliminaires issus de l’analyse vidéo ont donc montré que, durant l’expérimentation, 5

à 6 requins bouledogues de taille moyenne ont été observés entre 10 et 17h sous les cages, seul ou en

groupe de 4 maximum. Sur toute durée de l’expérimentation, les individus ont été vus régulièrement

avec cependant des périodes d’absence de plusieurs jours. En nombre de jours d'observation, cela

représente 15 jours où au moins un requin a été observé durant un temps relativement court. Ainsi les


11

cages aquacoles seraient une zone de passage pour les requins bouledogues et non une zone de

prédation.

3.3 Perspectives

Même si l’étude n’a pas permis d’établir une heure privilégiée de présence des requins rendant de

ce fait difficile le calibrage de l’échantillonnage, la transposition de la méthode et de la caméra fabriquée

dans le cadre de CHARC I est possible sur les zones de forte concentration identifiées lors des campagnes

de marquages. Néanmoins l’adaptation de la méthode à de nouveaux sites doit encore passer par une

phase de miniaturisation et une automatisation plus poussée du matériel. Ce travail est en cours.

Les analyses des séquences vidéo doivent se poursuivre. En plus de vérifier la présence des requins

et leurs heures de passage sous les cages aquacoles, les données acquises vont permettre de mieux

comprendre les interactions des requins bouledogues avec leurs congénères (analyse des

enregistrements sur la station d’écoute) et les autres espèces ichtyologiques (analyse des images), ainsi

que les relations avec leur l’environnement (analyse des données acquises par la sonde

multiparamétrique). Une fois les données analysées, une publication (au minimum) sera soumise dans

une revue internationale afin de valoriser au mieux les résultats uniques obtenus. En effet, à notre

connaissance aucune étude sur le comportement naturel des requins bouledogues (sans présence

d’appât ni d’observateurs) n’a été effectuée à ce jour en milieu naturel.

Bibliographie

Brunnschweiler J.M, Queiroz N, Sims D.W (2010) Oceans apart? Short‐term movements and behaviour of adult bull sharks Carcharhinus leucas in Atlantic and Pacific Oceans determined from pop‐off satellite archival tagging Journal of Fish Biology, Vol 77, Issue 6, 1343–1358. Chabanet P, Loiseau N, Ponton D (in review) VideoSolo, an autonomous video system for high‐frequency monitoring of aquatic biota, applied to coral reef fishes in the Glorioso Islands (SWIO) Journal of Experimental Marine Biology and Ecology. Curtis T.H,2008, Distribution, movements and habitat use of bull sharks (Carcharhinus leucas, Müller and Henle 1839) in the indian river lagon system, Florida. Thesis University of Florida Kohler N.E, Casey J.G, Turner P.A, 1998, NMFS Cooperative SharkTagging Program, 1962‐93: An Atlas of SharkTag and Recapture Data Marine Fisheries Review Kohler N.E and Turner P.A Shark Tagging: A Review Of Conventional Methods and Studies, 2001 Environmental biology of fishes, Volume 60, Numbers 1‐3, 191‐224, DOI: 10.1023/A:1007679303082 Ponton D, Loiseau N, Chabanet P (2012) What makes damselfish (Chromis viridis) swim up and down in the water column? A long‐term study with a moored video system. Journal of Fish Biology. In Press Thorson T.B, 1971, Movement of Bull Sharks, Carcharhinus leucas, between Caribbean Sea and Lake Nicaragua Demonstrated by Tagging Copeia Vol. 1971, No. 2, pp. 336‐338

en place d’un protocole pour l’observation · mise en place d’un protocole pour...

Documents