Céline LIRET*,

Françoise GOURMELON**
Iwan LE BERRE**

Le long des côtes françaises, des colonies résidentes de grands dauphins sont présentes, dont deux situées en mer d'Iroise, à l'ouest du Finistère (Bretagne). L'une fréquente les abords de l'île de Sein et l'autre se trouve dans l'archipel de Molène (Figure 1). L'étude de leur habitat côtier s'appuie sur la mise en œuvre d'un SIG afin d'expliquer leur mode d'utilisation de l'espace. Leur répartition spatiotemporelle est mise en relation avec les paramètres de leur environnement marin strictement côtier.
Plusieurs études témoignent du rôle joué par la topographie sous-marine sur la répartition et le mode d'utilisation de l'espace de certains mammifères marins tels que le dauphin de Risso (Baumgartner, 1997) et le phoque gris (Thompson et al., 1991). En mer d'Iroise, deux approches, régionale et locale, ont été réalisées à partir des données bathymétriques disponibles en mer d'Iroise pour caractériser les sites fréquentés par les dauphins (Gourmelon et al., 2000 ; Liret, 2001 ; Le Berre et al., 2002). Les
données exploitées sont produites et gérées par le Service Hydrographique et Océanographique de la Marine (SHOM).

A l'échelle locale, l'analyse repose sur la comparaison des données d'observation du grand dauphin avec les paramètres bathymétriques. Elle a pour objectif d'évaluer leur influence sur la répartition de ce mammifère marin au sein de son domaine vital exigu. L'analyse régionale vise à caractériser les sites fréquentés par les dauphins et les zones d'habitat potentiel afin d'en déterminer la spécificité dans un contexte plus large.

Figure 1 - La mer d'Iroise et les deux sites côtiers hébergeant des grands dauphins,
l'archipel de Molène et les abords de l'île de Sein.

L'approche régionale

En mer d'Iroise, l'approche régionale s'appuie sur la modélisation bathymétrique et la classification des variables décrivant le relief sous-marin, au sein d'un SIG (Le Berre et al., 2002). Compte tenu de la forte irrégularité de la topographie sous-marine en mer d'Iroise et du volume de données à traiter, l'analyse régionale repose sur un modèle numérique bathymétrique produit par la méthode de l'inverse des distances à partir duquel une grille de maille carrée de 500 m est interpolée. Le modèle
produit permet de dégager les grandes structures morphologiques sous-marines de la mer d'Iroise et de caractériser les zones d'habitat du grand dauphin selon trois paramètres : profondeur, pente et orientation des pentes. Trois variables d'hétérogénéité spatiale sont également produites à partir de ces facteurs, correspondant à la variabilité locale de l'orientation sur une fenêtre mobile de 5 mailles de côté, soit 1500 x 1500 m². Au final, chaque maille de la grille est décrite par six paramètres topométriques. Trois seulement sont pris en compte pour réaliser la classification des fonds de la mer d'Iroise : la profondeur, la pente qui caractérise l'intensité du relief et l'hétérogénéité de l'orientation des pentes qui est préférée à l'orientation elle-même car elle permet de distinguer les fonds réguliers et irréguliers.

Leur étude met en évidence les observations suivantes :

- Trois catégories de profondeurs apparaissent nettement, faibles (moins de 25 m en moyenne), intermédiaires (60 m en moyenne) et importantes (plus de 80 m).
- Deux ensembles de pente variable s'individualisent : les fonds à pente faible (inférieure à 1% en moyenne) et les fonds à pente forte (supérieure à 2 % en moyenne). Les valeurs les plus importantes (plus de 4%) caractérisent les tombants, qui sont bordés dans leur partie la plus profonde par des zones de pente légèrement plus faible de l'ordre de 2%.
- L'indice d'hétérogénéité de l'orientation présente trois gammes allant des fonds les plus réguliers (valeur moyenne de 40) aux fonds irréguliers (90). Lorsque les fonds sont plats, on admet que l'hétérogénéité de l'orientation n'est pas significative.

La classification aboutit à une typologie en cinq catégories de fonds (Figure 2). Elle permet de distinguer deux domaines de profondeurs caractéristiques (0-40 m et plus de 80 m), séparés par des tombants. Ces derniers sont particulièrement marqués au nord de zone. L'archipel de Molène, délimité au nord, à l'ouest et au sud par des tombants et à l'est par le continent, s'individualise nettement au sein de cet ensemble. Les abords de l'île de Sein, surélevés par rapport aux fonds environnants, ressortent distinctement. Ses rebords abrupts et continus sont chapeautés par un étroit plateau irrégulier, de pente et de profondeur faibles.


Figure 2 - Classification des fonds de la mer d'Iroise (Le Berre et al., 2002).

En mer d'Iroise, l'archipel de Molène et les abords de l'île de Sein, fréquentés par des groupes résidents de grands dauphins côtiers, sont isolés des fonds environnants par des tombants marqués.
Les caractéristiques morphologiques de ces deux sites correspondent à l'environnement physique généralement décrit pour le type côtier de cette espèce, fréquentant des hauts fonds, plats ou irréguliers (0,5-20 m), délimités par des barrières géographiques telles que des tombants contraignant les animaux à l'intérieur d'un espace (Irvine et al., 1981 ; Klinowska, 1991 ; Norris and Dohl, 1980).
Autour de l'île de Sein, comme dans l'archipel de Molène, cette limite correspondrait à l'isobathe des 20 mètres, frontière rarement franchie par les individus (Liret, 2001).

L'approche locale

L'analyse à une échelle plus fine que celle de la mer d'Iroise est réalisée sur le site de l'île de Sein.
Les données d'observation du groupe de dauphins sont reportées sur une carte quadrillée de la zone, chaque maille ayant une surface de 0,04 km². Une information synthétique décrivant la présence ou l'absence d'observation est associée à chaque cellule de la zone d'étude comprise à l'intérieur de la limite des 20 m. Les données morphométriques sont issues d'un modèle numérique de terrain réalisé à partir des sondes bathymétriques du SHOM et obtenu par la méthode de l’inverse des distances. La topographie des fonds sous-marins est décrite par trois variables dérivées : la profondeur, la pente et son orientation, calculés à une résolution spatiale de 50 m (Figure 3). Trois nouvelles variables d'hétérogénéité spatiale sont ensuite calculées dans une fenêtre mobile de 200 mètres de côté, qui correspond à la taille de la maille d’observation des dauphins. Au final, chaque maille est décrite par six paramètres.

Figure 3 - Organigramme méthodologique pour l’analyse de la répartition spatiale des dauphins en fonction
de la topographie sous-marine.

La première étape de l’analyse consiste à produire une couche d’information par fusion des sept couvertures thématiques initiales. De leur union résulte une couverture polygonale dont les objets sont décrits par l’ensemble des attributs thématiques. La seconde étape de la procédure consiste à extraire du Système d’Information Géographique les données associées à ce plan d’information pour le soumettre à une analyse statistique. La variable dépendante binaire, correspondant aux observations de dauphins (présence ou absence), est analysée en fonction des six variables explicatives. La relation entre la variable dépendante binaire et les variables explicatives est étudiée à l’aide d’une analyse de régression de type « logistic » (logiciel SAS), correspondant au modèle suivant :

Logit (p) = a + bn Xn, avec n variables indépendantes.

Les résultats indiquent que seule la variable « bathymétrie » a un effet significatif (p < 0,000) avec un coefficient de – 0,151. Les autres variables ainsi que la constante « a » présentent une valeur de p supérieure à 0,05, indiquant une influence « marginale ». Tous les coefficients associés aux variables explicatives sont négatifs, excepté celui correspondant à l’hétérogénéité de l’orientation des pentes.
Cela indique que lorsque les valeurs Xn augmentent, la probabilité de présence des dauphins tend à diminuer. Si l’on réalise une procédure régressive de sélection de modèles basée sur le critère d’information d’Akaike (Akaike’s Information Criteria ou AIC), seules les variables « bathymétrie » et « hétérogénéité bathymétrique » ainsi que la constante « a » sont conservées, toutes présentant une valeur de p inférieure à 0,00.

Les coefficients de la fonction globale obtenue de probabilité de présence des dauphins au sein de la zone d’étude sont réintroduits dans le module Grid du logiciel « ArcInfo » pour calculer la grille de probabilité d’observation. Une nouvelle couverture décrivant les potentialités morphométriques de l’aire d’étude pour le groupe de dauphins est produite (Figure 4). Les valeurs estimées par le modèle sont comprises entre 0 et 0,870. La partie occidentale de l’île, régulièrement exploitée par les animaux, présente de fortes probabilités, ce qui concorde avec les observations de terrain. Par contre, les zones situées au sud et au sud-est, comportant également des valeurs élevées, sont aujourd’hui peu fréquentées.

Figure 4 – Probabilité d’observation du groupe de grands dauphins aux abords de l’île de Sein en fonction
des paramètres morphométriques du site.

L’application des coefficients issus de l’analyse statistique menée aux abords de l’île de Sein aux données bathymétriques disponibles sur l’archipel de Molène donne des résultats éloignés des observations collectées jusqu’à ce jour. Les plus fortes probabilités comprises entre 0,4 et 0,5 sont concentrées autour des îles. La zone sud-ouest de l’archipel, au sein de laquelle les animaux sont régulièrement observés, correspond à des probabilités inférieures à 0,3.

Un SIG pour les grands dauphins

L'analyse par classification réalisée à l'échelle régionale montre l’originalité et la spécificité de la morphologie des espaces côtiers fréquentés par les deux groupes de grand dauphin en mer d'Iroise.
Appliquée à d’autres sites, la démarche basée sur la mise en œuvre d’un SIG serait susceptible de fournir des éléments intéressants pour l’étude de l’habitat des grands dauphins côtiers le long de la façade atlantique. Néanmoins, l’application réalisée sur le site de l’île de Sein présente des limites ; il apparaît que le modèle obtenu à l’échelle locale n’est pas transposable à d’autres secteurs, en tout cas pas à l’archipel de Molène. Il est cependant essentiel de tenir compte du fait que ce modèle
n’intègre que les variables topographiques dont les effets sont plus ou moins significatifs. Or d’autres variables physiques influencent la répartition des animaux (courants, nature des fonds). En raison de leur indisponibilité, ces données n’ont pu être intégrées dans cette étude. Les paramètres biologiques et anthropiques jouent également un rôle prédominant. De plus, tous ces paramètres n’agissent pas de façon isolée ; ils forment un environnement complexe plus ou moins favorable aux espèces-proies
des dauphins.

A long terme, la mise en œuvre d'un SIG plus élaboré permettrait de rassembler et d'analyser l'ensemble des données concernant la répartition spatio-temporelle des grands dauphins et les paramètres physiques, biologiques et anthropiques de leur habitat côtier. Cette approche conduira à la mise en évidence des caractéristiques du domaine vital du grand dauphin afin de modéliser leur habitat côtier et contribuer aux réflexions sur la gestion des espaces marins hébergeant cette espèce.

Bibliographie

Baumgartner, M. F. 1997. The distribution of Risso's dolphin (Grampus griseus) with respect to the physiography of the northern gulf of Mexico. Marine Mammal Science 13 (4): 614-638.

Gourmelon, F., Liret, C. et Bonnet, M. 2000. Approche géomatique de l’habitat du grand dauphin en mer d’Iroise. In Populus, J. et Loubersac, L., CoastGIS’99 : Geomatics and coastal environment. IFREMER-SHOM, Brest (France). Pp. 186-197.

Irvine, A. B., Scott, M. D., Wells, R. S. and Kaufmann, J. H. 1981. Movements and activities of the Atlantic bottlenose dolphin, Tursiops truncatus, near Sarasota, Florida. Fishery Bulletin 79: 671-688.

Klinowska, M. 1991. Dolphins, porpoises and whales of the world. The IUCN Red Data Book. IUCN, Gland. 429 p.

Le Berre, I., Gourmelon, F . et Liret, C. 2002. Modélisation bathymétrique de la mer d’Iroise, application à l’étude du grand dauphin côtier. Revue Internationale de Géomatique 12 (3/2002): 337- 354.

Liret, C. 2001. Domaine vital, utilisation de l’espace et des ressources : les grands dauphins, Tursiops truncatus, de l’île de Sein. Thèse de doctorat de l’Université de Bretagne Occidentale, Brest. 155 p.

Norris, K.S. and Dohl, T. P. 1980. The structure and functions of cetacean schools. In L. M. Herman, editor. Cetacean behavior : mechanisms and functions. Wiley, New-York. Pp. 211-261.

Thompson, D., Hammond, P.S., Nicholas, K.S. and Fedak, M.A. 1991. Movements, diving and foraging behaviour of grey seals (Halichoerus grypus). Journal of Zoology 224: 223-232.