Ondeletes et langage des cétacés wavelets and cetacean sounds

WAVELETS AND WHALES
Ondelettes et cétacés

Ce texte est la version française d'une page du site de Jim Nollman (Interspecies Inc.)
parue en anglais et traduite avec l'autorisation de l'auteur,
M. Mark Fisher.

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 Mer Blanche a pu ainsi identifier 24 phonèmes dans le dialecte des cétacés locaux.

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; lire " Wavelets and Filter Banks" de Gilbert Strang et Truong Nguyen.
Ou visiter le site :http://www.amara.com/IEEEwave/IEEEwavelet.html
En français : http://www.ondelette.com/forum/FAQ/French/faqondelette/node9.html

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 bélougas, 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.

Ou bien encore cette ondelette d'un bélouga, qui nous montre clairement un cercle.
Ce cercle serait d'ailleurs plus rond et munis de bords plus nets si Mark Fischer disposait d'un ordinateur plus performant pour procéder aux transformations d'un son en ondelette. Si vous voulez lui offrir un meilleur système informatique, faites-le savoir à Interspecies !

Mark a écrit::
"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 ! »

Pour en savoir plus

Série complètes des images de Mark Fisher sur Interspecies :
http://www.interspecies.com/images/Fischer Destination/FrameSet.htm

AguaSonic Cetacean
Acoustics Consulting
Post Office Box 813
Rio Vista
CA 94571

Dans un courrier personnel daté fin février, Mark Fischer me signale que les premiers forums publics sur le thème des ondelettes et des vocalisations des cétacés se tiendront dans le contexte de la prochaine conférence de la Commission Baleinière Internationale à Berlin en mai 2003. Par ailleurs, le professeur Michel André devrait également faire une communication sur les ondelettes et les sons cachalots lors de la conférence de la "European Cetacean Society" qui se tient aux Açores du 9 au 13mars 2003.
Le thème central de cette conférence annuelle est cette fois "La communication des cétacés" avec une passionnante intervention de Denize Herzing, notamment et la présence de Jim Nollman.

Lire le programme en page :
http://www.uicmm.ulpgc.es/OralPresProgramme.html

Il est évident que les recherches de Mark Fischer ouvrent un champ de réflexion nouveau sur le langage cétacéen, mais qui corroborent des théories plus anciennes, notamment celles de Jim Nollman.
En page "Langage" de ce site, nous donnons ainsi une série d'exemples de ce que pourrait être un vocabulaire delphinien "analogique", c'est à dire non-digital, dans le cas des dauphins Tursiops, suggérant notamment que :
"Le processus de conceptualisation et de découpage du Réel en unités discrètes sous la forme de sémantèmes a pu s'opérer chez le dauphin par le biais de ses échogrammes, suscitant de la même manière une langue ouverte et complète. Nous imaginerons donc – à titre d'hypothèse, cette fois - comment les "clicks écholocatoires" - c'est-à-dire le reflet même de la réalité externe sous le regard du sonar - peuvent donner naissance à des noms concrets, à des symboles d'objets esquissés, selon la même logique qui prévaut pour les idéogrammes chinois".

Les travaux de Mark Fischer semble confirmer pleinement cette hypothèse, en suggérant que les images sonores émises et perçues par les cétacés pourraient se présenter dans le cerveau des locuteurs sous l'apparence de telles "ondelettes".

Celles-ci seraient donc davantage des symboles graphiques d'une complexité formelle extrême - incluant des notions de mouvement et autres modificateurs secondaires dont nous ne savons rien- plutôt que la figuration brute d'un poisson ou d'un rocher.
Insistons sur le fait qu'en aucune manière, cette théorie "holosonique" ne nous paraît contradictoire avec celle d'un vocabulaire digital développé par Markov pour les dauphins de la Mer Noire ou par Belkovich pour les bélougas.
Les dauphins et les autres cétacés étant des êtres supérieurement dotés au niveau intellectuel, il semble parfaitement admissible qu'ils soient à même de faire usage de deux types de langages simultanés, à la manière des Japonais qui utilisent deux alphabets.