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(BUG) TPE: Le Bloop

Pourquoi les scientifiques ne parviennent-ils à s'accorder sur une même hypothèse quant à l'origine du Bloop ?
by

Elsa D.

on 3 February 2014

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Transcript of (BUG) TPE: Le Bloop

Le Bloop
Problématique
Pourquoi les scientifiques ne parviennent-ils à s'accorder sur une même hypothèse quant à l'origine du Bloop ?
I. Le Bloop
1) Présentation générale
2) Le Point Nemo
3) Contexte

II. Analyse du son
1) Amplitude
2) Diffusion du son dans l’eau
3) Triangulation
4) Spectrogramme

III. Hypothèses
1) Origine biologique
2) Origine artificielle
3) Origine naturelle
I. Le Bloop
1) Présentation générale
Le point Nemo est le point le plus éloigné de toutes terres émergées.
2) Le point Nemo
3) Contexte
SOSUS (SOund SUrveillance System)
: système d’écoute sous-marin
SOFAR (SOund Fixing And Ranging channel) :
chenal océanique dans lequel la vitesse du son est à son minimum, situé à environ 1000 m de profondeur
II. Analyse du son
Ce point est localisé aux coordonnées suivantes :
48°52’ S 123°23’O
Le Bloop est un son sous-marin d'origine inconnue.
Il a été capté à plusieurs reprises en 1997 par la NOAA.
C'est le bruit le plus puissant jamais capté sur Terre.
Sa fréquence varie entre 10 et 50 Hz, et ce son est donc inaudible pour l'homme.
Le son a été localisé par triangulation dans l'Océan Pacifique Sud, non loin du point Nemo.
NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) :
agence américaine qui mène des études sur les océans et l’atmosphère
1) Amplitude
L’amplitude est une grandeur qui permet de caractériser la "force" d’un bruit.

a) Logarithme décimal
Cette fonction est définie sur R+ et est strictement croissante sur cet intervalle.
Par exemple...
1000 = 10^3

Le logarithme décimal (exprimé en base 10) de 1000 est 3. On dit que le nombre 1000 est condensé en 3, car 3 exige moins de nombres que 1000.


Le logarithme décimal consiste à donner l’exposant de la puissance de 10 correspondante au nombre x.

Cette fonction consiste à faire : log(10^n) = n.
En mathématiques et en physique le logarithme décimal permet de passer d’une très grande échelle, à une échelle plus petite et donc plus lisible.
Pour une amplitude, le logarithme décimal est essentiel car il permet une lecture plus claire de nombres à la fois très grands et très petits.
b) Calcul d'amplitude
L’amplitude est mesurée en décibels (dB).
Cette unité prend en compte le seuil d’audibilité et l’intensité sonore du bruit.
L (level) : l'amplitude (dB)
I : l’intensité sonore de la source sonore (W.m-2)
Io : intensité sonore du seuil d’audibilité
(Io = 1,0.10-12W.m-2)

o
L'amplitude du Bloop est de 650 dB.
2) Diffusion du son dans l’eau
3) Triangulation
3) Spectrogramme
L'influence de la densité de la matière sur la vitesse de déplacement des ondes
III. Hypoyhèses
HEHE MATHILDE SALUT
Plus la densité d'une matière est élevée, plus la vitesse de déplacement des ondes augmente. L'eau étant plus dense que l'air, le son s'y déplace plus rapidement — à une vitesse de 1500 m/s contre 300 m/s dans l'air.

AWESOME
MATHHH
Plus la profondeur est grande, plus la vitesse du son augmente.
La vitesse du son en fonction de sa profondeur
Le phénomène d'impédance acoustique

MAC DE MATH
it was the best song everrrrrrrr
hot tea for a hottie

La vitesse du son en m/s en fonction de sa profondeur en km.

ipad de math yo
tablette de chocolat xxl
pour que tu puisses laisser ton talent t'exprimer
money money money même si avec mes cadeaux tu en as pas besoin
FROM ELSA
TO
MATHILDAAA

La triangulation est une technique permettant de localiser un point à l'aide de mesures d'angles.
On applique la relation des sinus :

Ici, le point B représente la position du Bloop,
les points C et A les hydrophones.
La position des hydrophones est connue, on recherche celle du point B.
On connait aussi la distance
d
(4800).
a = (b/sin B) x sin A
c = (b/sin B) x sin C
On obtient ainsi:
B= 180 - A - C
On calcule l'angle B :
Dans la réalité le calcul est bien plus compliqué notamment à cause des éléments naturels susceptibles de modifier la trajectoire du son.
source du son
rocher
micros
D'après les calcul des scientifiques, le Bloop aurait été produit aux alentours de 50° Sud 100° Ouest, non loin du Point Némo.
1) Origine biologique
a) Une baleine
b) Un calmar
c) Un banc de poissons
d) Une espèce non découverte
La baleine bleue est le plus gros animal.
Elle peut atteindre 30 m de long et un poids de 180t.
Les bruits émis par la baleine bleue ont la même intensité que celle du Bloop.
En revanche, l'amplitude du Bloop (650 dB) est bien trop supérieure à celle des sons qu'une baleine est capable de produire (160 dB)
N'oublions pas que le Bloop n'a été relevé qu'une fois en 1997. Les baleines communiquant entre elles grâce à leur célèbre chant, il est difficile d'imaginer que l'animal se soit tu depuis. De plus les baleines ne possèdent pas l'organe nécessaire pour l'émission d'un tel bruit.
Cette hypothèse est donc écartée
La taille de l’animal à l’origine du Bloop par rapport à la baleine bleue (si la source du Bloop est animale)
Il existe deux espèces de très grands calmars : le calmar géant et le calmar colossal.
Penchons nous sur la question du milieu de vie typique d'un calmar...
Les calmars évoluent dans des eaux à 3°C, entre 500 et 1500 mètres de profondeur.
Le milieu de vie du calmar pourrait correspondre à l’endroit où a été perçu le Bloop, c’est à dire au Sud de l'océan Pacifique.

Mais le calmar ne possède ni poumons, ni “membrane gazeuse”, ni aucun autre organe présentant la même fonction susceptible de produire un tel son !
Cette hypothèse est donc écartée.
Le calmar géant peut atteindre jusqu'à 60 m de long.
La zone des 40èmes rugissant est connue pour être l'une des zones les plus "poisonneuses" au monde
bloop
Moins long, le calmar colossal est cependant plus lourd. Le plus grand spécimen connu à ce jour pesait 495 kg pour 10 m.
Après avoir réalisé des études comportementales, les scientifiques ont constaté que les poissons produisaient des sons lors de périodes d'agressivité ou de la saison des amours.
Le Bloop ayant été capté en été, un banc de poissons pourrait en avoir été la source.
De plus le Bloop a été localisé à 1500km des 40èmes rugissants. Cette distance est négligeable en considérant les migrations des poissons.
Cependant une vibration synchronisée d'un banc de poissons complet est peu probable. Cela impliquerait un nombre de poissons extrêmement important, ce qui est peu vraisemblable.
Cette hypothèse est donc écartée.
Le Bloop étant un son non identifié, certains chercheurs ont émis la théorie d'une espèce non identifiée pour origine du bruit.
Les eaux dont la température se situe aux alentours de 3°C sont représentées dans les tons bleu foncé à violet sur cette carte.
Il faudrait un animal d'une taille très importante pour produire le Bloop.
Cela impliquerait par ailleurs que l'animal réussisse à se cacher dans les fonds marins.
2) Origine anthropique
Même si aucun squelette de taille suffisamment grande a été retrouvé jusqu'à aujourd'hui, 95 % des fonds marins restent inexplorés selon la NOAA.
a) Bateau
Nous pouvons envisager le fait qu'un bateau ait pu être à l'origine du Bloop mais cette hypothèse est peu probable.
Le Bloop a été localisé dans une zone très éloignée et des côtes et dans laquelle de forts vents rendent la navigation périlleuse, il est donc rare que des bateaux viennent s'y aventurer.
Les biologistes pensaient le cœlacanthe disparu depuis 65 millions d'années, jusqu'à ce que 300 specimens n'aient été redécouverts !


De plus, les spectrogrammes des bateaux ne correspondent pas à celui du Bloop.
De plus, les 40èmes rugissants étant une zone très "poissonneuse", ils peuvent constituer un avantage pour un animal de taille colossale ayant besoin de se nourrir.
Spectrogramme du son produit par un bateau de grande taille

Spectrogramme du son produit par un bateau de petite taille

Cette hypothèse ne peut donc pas être éliminée puisqu'il semble possible qu'un animal puisse survivre sans être connu de l'Homme pendant très longtemps
Le petit bateau a une fréquence similaire à celle du Bloop qui est de 50 Hz, mais l’amplitude trop basse ne correspond pas à celle du Bloop. Le bateau de grande taille a quant à lui une fréquence qui est en moyenne supérieure à 50 Hz, donc plus élevée que celle du Bloop.
Cette hypothèse peut donc être écartée.
b) Sous-marin nucléaire
Lorsqu'un sous-marin plonge ou remonte à la surface, il remplit ou purge ses ballasts, ce qui produit un son.
3) Origine naturelle
Le temps de remplissage ou de purge peut varier de 30 secondes à 1 minute. C'est la même durée que celle du Bloop.
Les sous- marins ont aussi des sonars, mais l'intensité des sons qu'ils produisent est trop faible pour être l'origine du Bloop.
Le cas des ballasts ne peut donc pas être totalement éliminé.
L'hypothèse du sonar pour origine du Bloop est donc éliminée.
c) Expériences scientifiques
Des expériences scientifiques tenues secrètes comme des explosions sous-marines pourraient aussi être la solution.
De plus le Point Némo étant très éloigné de toute terre, la zone serait idéale.
Des expériences scientifiques tenues secrètes comme des explosions sous-marines pourraient aussi être la solution.
Mais cette hypothèse reste tout de même peu probable — en effet, des ballasts sont utilisés régulièrement tandis que le Bloop n'a été capté qu'à plusieurs reprises sur une seule année.
a) Séismes et volcans
La probabilité qu'un séisme se produise plusieurs fois au même endroit est très faible.
Il n'y a ni faille, ni activité volcanique ou sismique dans la région où a été capté le Bloop.
La fréquence du Bloop ne correspond pas à celle d'un phénomène géologique et le son produit par un volcan ne ressemble pas à celui du Bloop.
Cette hypothèse peut donc être écartée.
b) Courants sous-marins
Il existe un phénomène de courants sous-marins profonds appelé "vagues de fond de mer".
La fréquence des sons produits par ces courants est équivalent à celle du Bloop.
Cependant, ce phénomène est constant, tandis que le Bloop n'a été entendu que durant l'année 1997.
Cette hypothèse peut donc être écartée.
d) Des "icequakes"
c) Un gaz
Les fonds des océans possèdent des sources d’énergie comme le méthane.
On peut donc imaginer que la source du Bloop ait été une énorme bulle de gaz de méthane provenant de la croûte océanique.
Cette hypothèse, bien que n'étant pas la plus convaincante, ne peut être entièrement éliminée.
On peut envisager l'hypothèse des "craquements d'icebergs" (en anglais "icequakes")
Les icebergs peuvent émettre des sons de très basse fréquence et d'amplitude élevée
Chaque année des dizaines de milliers d’icebergs produisent des “icequakes”, ces tremblements de glace sont la source de sons naturels la plus abondante de l’océan Pacifique Sud. On dit que les icebergs “chantent”.

En observant le phénomène de plus près, on constate que les deux sons sont comparables en plusieurs points:
ils sont tous deux de basses fréquences
les amplitudes sont compatibles
De plus, le Bloop a été localisé non loin de l'Antarctique, il y a donc bon nombre d'icebergs susceptibles de produire ce son.
Nous avons recréé une simulation de l’analyse de Fourier grâce au logiciel Cool Edit Pro. à partir du son original (non-accéléré) dans le logiciel.

“Ce qui a mené à une mauvaise interprétation de l’origine du Bloop est la façon dont le son est accéléré (x16). Cela lui fait ressembler à un bruit animal. Cependant, lorsqu’on écoute le son à une vitesse normale, il ressemble plus à un son de séisme, similaire à de l’orage.”
Robert Dziak - NOAA
Nous avons recréé une simulation de l’analyse de Fourier grâce au logiciel Cool Edit Pro à partir du son original (non-accéléré) dans le logiciel.
On trouve en abscisse le temps en secondes et en ordonnée les valeurs informatiques du signal sonore.
L'analyse de Fourier donne à un instant t en abscisse la fréquence (Hz), et en ordonnée l’amplitude (dB).

Spectrogramme du son émis par un "icequake"
L’instant t est représenté par le marqueur jaune à 51,977 secondes.
Spectrogramme du Bloop
a) L'analyse de Fourier
b) Le spectre d’émission
Dans la réalité des obstacles tels que des roches ou des courants marins compliquent la triangulation. Les scientifiques doivent donc prendre en compte bien d'autres facteurs pour localiser un point.
source du bruit
rochers
hydrophones
Selon les calculs des scientifiques, le Bloop aurait été émis à proxiimité du Point Némo, autour des coordonnées 50° Sud 100° Ouest.
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