Thèse Communication Acoustique en Mer chez les Grands Manchots Aptenodytes Spp. Répertoire Vocal et Contexte Comportemental et Fonctions Biologiques. H/F

Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health

Établissement : Université Paris-Saclay GS Life Sciences and Health
École doctorale : Signalisations et Réseaux Intégratifs en Biologie
Laboratoire de recherche : Institut des Neurosciences Paris-Saclay
Direction de la thèse : Isabelle CHARRIER ORCID 0000000348732342
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-05-05T23:59:59

Les systèmes de communication sont essentiels pour de nombreuses espèces, régulant les interactions sociales et organisant des activités vitales telles que la recherche de nourriture et l'évitement de la prédation. Cependant, l'étude de la communication vocale des espèces marines, en particulier les espèces pélagiques parcourant de grandes distances en mer, reste un défi majeur. Les développements électroniques récents permettent aujourd'hui d'équiper les animaux d'enregistreurs miniaturisés (« biologging ») et ainsi d'étudier leurs comportements en mer autrement inaccessibles à l'observation.

Les oiseaux marins forment de larges colonies à terre, où la communication vocale joue un rôle important dans la régulation des interactions sociales. Leurs interactions vocales en mer ont peu été étudiées, bien que ce soit leur habitat principal. Lors de la recherche de nourriture en mer, ces oiseaux peuvent interagir de diverses façons et certaines espèces dépendent fortement des échanges d'information sociale pour localiser leurs proies et se nourrir efficacement. Ces échanges d'information sociale semblent s'appuyer essentiellement sur des indices visuels, surtout pour les espèces volantes. L'utilisation plus récente d'enregistreurs acoustiques a révélé que les oiseaux marins communiquent vocalement en mer également.

Les manchots sont uniques parmi les oiseaux pour leurs adaptations aquatiques exceptionnelles. Ils ne peuvent pas voler mais ont développé des capacités de plongée extrêmes. Comme d'autres oiseaux marins, plusieurs espèces de manchots chassent en groupe, bien que les mécanismes utilisés pour la coordination de ces comportements de groupes en mer restent inconnus. Nous émettons l'hypothèse que les signaux acoustiques pourraient jouer un rôle central dans leurs systèmes de communication en mer. Les grands manchots, regroupant le manchot royal (A. patagonicus) et le manchot empereur (A. forsteri), présentent les plus vastes zones de recherche alimentaire et sont traditionnellement considérés comme solitaires en mer. Cependant, des observations préliminaires à l'aide d'une caméra et d'un enregistreur acoustique embarqués ont révélé qu'ils nagent parfois en groupe et émettent plusieurs types de vocalisations en mer à la surface de l'eau et sous l'eau.

Les objectifs de ce projet de thèse sont (1) de décrire la communication vocale en mer chez ces manchots, (2) d'étudier la fonction des vocalisations à partir des contextes comportementaux associés et (3) d'explorer le développement des signaux acoustiques, grâce à un suivi unique d'une colonie de manchots permettant d'accéder à l'histoire de vie (âge, expérience) des individus

Les oiseaux marins ont développé des adaptations morphologiques (Weimerskirch et al. 2003), physiologiques (Angelier et al. 2007) et comportementales (Thiebault, Semeria, et al. 2016) pour exploiter efficacement les ressources marines, dont la distribution est hautement dynamique (Russell et al. 1992). Pour naviguer et localiser leurs proies, ils s'appuient sur des indices sensoriels. En complément de la détection directe des caractéristiques océanographiques pouvant indiquer les zones de production (Bost et al. 2009), les oiseaux marins peuvent utiliser des informations sociales pour optimiser leur recherche alimentaire (Silverman et al. 2004). Chez les espèces volantes, il est admis que les transferts d'informations sociales reposent fortement sur des signaux visuels (Haney et al. 1992). Une coordination active de l'activité de recherche entre plusieurs individus peut prendre la forme de réseaux de chasse (Wittenberger et Hunt 1985), où les individus maintiennent une distance relativement courte les uns des autres pour couvrir efficacement de vastes zones (Assali et al. 2020). L'utilisation par les oiseaux marins de communication vocale dans un contexte de recherche alimentaire a été rarement étudiée, limitée par des difficultés techniques liées à leur enregistrement en mer (Thiebault, Pistorius, et al. 2016).

Les manchots se distinguent des autres oiseaux par leurs adaptations aquatiques exceptionnelles. Incapables de voler, ils ont développé des capacités de plongée extrêmes (Williams et Williams 1995). Ils peuvent effectuer des plongées en série jusqu'à des profondeurs maximales variant de 20 à 500 mètres selon les espèces (Ropert-Coudert et al. 2006; Wienecke et al. 2007). Comme d'autres oiseaux marins, plusieurs espèces de manchots chassent en groupe (Copeland 2008; Norman et Ward 1993; McInnes et al. 2017), avec des comportements allant de la plongée synchronisée (Tremblay et Cherel 1999) à la coordination pour rabattre les proies (Ryan et al. 2012). Cependant, les mécanismes sous-jacents à cette coordination restent inconnus. Le champ visuel des manchots étant limité à la surface de l'eau, ils ne peuvent pas utiliser les signaux visuels de la même manière que les oiseaux marins volants. Nous émettons l'hypothèse que les manchots s'appuient fortement sur des signaux acoustiques. Dans une étude récente (Thiebault et al. in revision), nous avons démontré que les manchots du Cap (Spheniscus demersus) utilisent la communication vocale en mer pour maintenir le contact avec des congénères éloignés et recruter des individus lors de la recherche de nourriture. L'utilisation de la communication vocale chez les manchots pélagiques n'a pas encore été explorée.

Le manchot royal et le manchot empereur présentent la plus vaste aire de recherche alimentaire parmi les manchots, tant en distance parcourue (plusieurs centaines de kilomètres) qu'en profondeur (420 m pour le Manchot royal (Oberlin et al. 2025) et 560 m pour le Manchot empereur (Wienecke et al. 2007)). Des études menées à terre ont montré que ces manchots émettent les signaux acoustiques les plus complexes parmi les espèces de manchots (Aubin et Jouventin 2002), mais leurs comportements et leur communication en mer restent mal connus. Les observations directes de grands manchots dans leur milieu marin naturel sont extrêmement rares, et ces espèces sont généralement considérées comme solitaires. Cependant, nous avons récemment révélé l'existence de vocalisations sous-marines chez le manchot royal (Thiebault et al. 2019), dans un contexte de chasse de proie. De plus, des données préliminaires collectées chez le manchot empereur ont révélé qu'ils nagent en groupe et vocalisent également en mer.

Ce projet de these vise à explorer l'importance des interactions sociales et de la communication chez les deux espèces du genre Aptenodytes de la famille des Spheniscidae : le manchot royal et le manchot empereur.

Le projet s'articule autour de trois objectifs :
(1) Décrire la communication vocale en mer des manchots royal et empereur : nombre de vocalisations (aériennes et sous-marines), propriétés acoustiques, existence potentielle d'une signature individuelle.
(2) Etudier la function de ces vocalisations : quantification des interactions sociales en mer (types d'interactions, temps passes en groupe ou seul, etc.), contexte comportemental d'émission (plongée, chasse, interactions sociales), évaluer le rôle des vocalisations dans les stratégies alimentaires.
(3) Explorer l'apprentissage d'utilisation des communications acoustiques chez le manchot royal : comparaison de l'activité vocale (types de signaux et structure acoustiques) et les contextes d'utilisation (plongée, chasse, interactions sociales) entre des individus non-expérimentés (jeunes) et expérimentés (plus âgés).

Les deux espèces étudiées vivent dans des zones reculées et protégées, avec un accès limité. Le projet de thèse sera mené sur deux sites d'étude, un pour chaque espèce, dans le cadre de programmes de recherche à long terme déjà en cours, assurant un soutien logistique.

L'intégralité de ce travail de thèse sera basée sur l'utilisation d'appareils électroniques embarqués (biologging), fixés directement sur le dos des manchots pour enregistrer leur comportement en mer :
-Un enregistreur acoustique pour enregistrer les communications vocales et définir le répertoire vocal des manchots (objectif 1).
-Une caméra pour enregistrer et observer directement les comportements de l'animal équipé, et identifier le contexte social lors des émissions vocales (objectif 2).
-Un enregistreur de profondeur et un accéléromètre 3D pour analyser les mouvements de plongée en trois dimensions des manchots et ainsi évaluer le contexte comportemental des émissions vocales (objectif 2).
Pour les manchots royaux, la collecte de données sera réalisée dans une colonie suivie depuis 1998, où plusieurs milliers d'individus ont été marqués depuis plusieurs années. Des adultes d'âge, de sexe et d'expérience connus (performances reproductrices passées) seront équipés de dispositifs, afin de comparer leurs comportements de chasse et activité vocale en mer (objectif 3).