Les navires porte-conteneurs commerciaux génèrent des niveaux à la source monopôles de bruit sous-marin rayonné (URN) à large bande de 188 à 198 dB re 1 uPa à 1 m dès que la cavitation tourbillonnaire en bout de pale et la cavitation par nappe s’amorcent au-dessus de 11 à 14 nœuds. Sur l’ensemble de la flotte marchande mondiale, l’énergie acoustique issue de l’implosion des cavités de vapeur sur les pales d’hélices en rotation représente 80 % à 90 % de la puissance sonore totale rayonnée par le navire à vitesse de service, tandis que les programmes portuaires de réduction de vitesse (slow steaming) abaissant le transit à 11 nœuds réduisent les niveaux à la source sous-marins à large bande de 5,8 à 11,4 dB (une réduction de 74 % à 93 % de la puissance acoustique). Les chiffres ci-dessous proviennent de l’International Maritime Organization (IMO MEPC.1/Circ.906), du NOAA Ocean Acoustics Program, des bases de données de notation de classe DNV SILENT et d’études par réseaux d’hydrophones publiées dans Marine Pollution Bulletin.
TL;DR
- Niveau à la source à large bande d’un porte-conteneurs (18-22 nœuds) : 188 à 198 dB re 1 uPa à 1 m (NOAA Ocean Acoustics Program)
- Part de la cavitation de l’hélice dans la puissance acoustique totale rayonnée à vitesse de service : 80 % à 90 % (IMO MEPC)
- Vitesse typique d’apparition de la cavitation (CIS) d’un navire marchand : 9,5 à 13,8 nœuds (DNV Classification Fleet Data)
- Saut acoustique à moins de 2 nœuds au-dessus de l’apparition de la cavitation : +10 à +16 dB à large bande (Marine Pollution Bulletin)
- Réduction du bruit par slow steaming (de 19 nœuds à 11 nœuds) : réduction de 5,8 à 11,4 dB re 1 uPa (Port of Vancouver ECHO / IMO MEPC)
- Hausse historique du bruit océanique à basse fréquence (10-100 Hz, grandes voies maritimes) : +3,2 dB par décennie (NOAA Ocean Acoustics Program)
- Atténuation par rétrofit de Propeller Boss Cap Fins (PBCF) et tuyère de sillage : 3,2 à 6,5 dB dans les bandes de 50-500 Hz (IMO MEPC / Ship Energy Efficiency Trials)
- Baisse de bruit grâce à une refonte d’hélice silencieuse à fort dévers (high-skew), Kappel ou CLT : 6,0 à 10,5 dB re 1 uPa à 1 m (DNV SILENT Notation Dataset)
- Pénalité acoustique liée aux salissures biologiques (biofouling) de la coque et à la rugosité de l’hélice : +3,5 à +7,8 dB d’URN supplémentaire à vitesse constante (Marine Pollution Bulletin)
- Compression de l’espace de communication des baleines à fanons à moins de 5 km d’un navire en cavitation : réduction de 64 % à 88 % (NOAA Fisheries / Marine Acoustics)
- Atténuation de l’URN à haute fréquence (>200 Hz) par système de lubrification de la coque par bulles d’air : réduction de 5,0 à 11,0 dB (IMO MEPC.1/Circ.906)
- Part de la flotte commerciale mondiale certifiée selon des notations de classe URN silencieuses (2025-2026) : 2,4 % des coques océaniques actives (DNV / Classification Society Registry)
1. Niveaux à la source du bruit sous-marin rayonné par classe de navire
Aux vitesses de croisière normales, le bruit sous-marin rayonné est régi par le déplacement du navire, l’uniformité de l’écoulement d’entrée du sillage et la vitesse en bout de pale de l’hélice (généralement de 28 à 38 m/s sur les grands navires marchands à une seule ligne d’arbres). Les réseaux d’hydrophones étalonnés selon la norme ISO 17208-1 montrent que les porte-conteneurs géants et les pétroliers transporteurs de brut produisent les niveaux à la source monopôles à basse fréquence les plus élevés de la flotte mondiale. Alors que le bruit aérien des terminaux est suivi dans les statistiques sur le bruit des grues de terminaux portuaires et des moteurs auxiliaires de navires, les profils d’hydrophones sous-marins démontrent qu’un seul porte-conteneurs naviguant à 21 nœuds rayonne plus de puissance acoustique sous-marine entre 20 Hz et 200 Hz que 15 remorqueurs côtiers réunis.
| Classe de navire et condition d’exploitation | Niveau à la source monopôle à large bande (dB re 1 uPa à 1 m) | Niveau spectral de crête 20-100 Hz (dB re 1 uPa2/Hz à 1 m) | Vitesse typique d’apparition de la cavitation (nœuds) | Source |
|---|---|---|---|---|
| Porte-conteneurs géant (>14 000 EVP, 20-22 nœuds) | 191 - 198 dB | 176 - 184 dB | 10,5 - 12,2 nœuds | NOAA Ocean Acoustics / IMO MEPC |
| Pétrolier de brut Aframax / Suezmax (14-15,5 nœuds) | 184 - 191 dB | 170 - 177 dB | 9,8 - 11,5 nœuds | Marine Pollution Bulletin |
| Vraquier (Capesize / Panamax, 13-14,5 nœuds) | 182 - 189 dB | 168 - 175 dB | 9,5 - 11,2 nœuds | NOAA Ocean Acoustics Program |
| Remorqueur portuaire en traction au point fixe lourde / escorte (10-12 nœuds) | 185 - 193 dB | 166 - 174 dB | 7,5 - 9,0 nœuds | Port of Vancouver ECHO / DNV |
| Navire de croisière à propulsion pod diesel-électrique (18-20 nœuds) | 174 - 182 dB | 158 - 166 dB | 13,0 - 15,2 nœuds | DNV SILENT Class Dataset |
| Navire de recherche halieutique (certifié DNV SILENT-R, 11 nœuds) | 142 - 151 dB | 128 - 136 dB | >15,5 nœuds | ICES No. 209 / DNV SILENT-R |
Source : NOAA Ocean Acoustics Program et IMO MEPC Underwater Noise Guidelines
2. Physique de la cavitation des hélices et contributions par bande de fréquences
Le bruit sous-marin maritime se divise en trois mécanismes physiques distincts : les vibrations des machines transmises par la coque en dessous de 50 Hz, les harmoniques tonales de passage des pales entre 7 et 45 Hz, et l’implosion de cavitation à large bande s’étendant de 40 Hz à plus de 20 kHz. Lorsque les pales de l’hélice traversent l’ombre de sillage à faible vitesse derrière l’étambot, la pression hydrostatique locale chute en dessous de la pression de vapeur saturante de l’eau de mer, formant des cavités en nappe, en nuage et en tourbillon d’extrémité qui implosent violemment lorsque la pale réintègre une zone d’eau à haute pression. Tout comme la transmission des vibrations structurelles analysée dans les statistiques sur la surexposition acoustique liée au sablage et au soudage dans les chantiers navals, les moteurs diesel principaux à deux temps non isolés injectent également de fortes composantes tonales discrètes dans la colonne d’eau lorsque les navires opèrent en dessous de leur vitesse d’apparition de la cavitation.
| Mécanisme de génération acoustique | Bande de fréquences dominante | Part de la puissance acoustique totale au-dessus de la CIS | Hausse typique du niveau sonore à l’amorçage | Source |
|---|---|---|---|---|
| Amorçage de la cavitation tourbillonnaire en bout de pale | 80 Hz - 1 000 Hz | 35 % - 45 % | +6,5 à +10,2 dB | Marine Pollution Bulletin |
| Implosion de cavitation par nappe et en nuage côté aspiration | 40 Hz - 20 000 Hz | 45 % - 55 % | +10,0 à +16,0 dB | IMO MEPC / ISO 17208-1 Trials |
| Cavitation tourbillonnaire du moyeu de l’hélice | 50 Hz - 350 Hz | 5 % - 12 % | +3,0 à +5,8 dB | DNV Maritime Acoustic Studies |
| Harmoniques tonales de fréquence de passage des pales (BPF, 1er-4e ordre) | 7 Hz - 45 Hz | 4 % - 8 % | +4,0 à +8,0 dB au-dessus de la large bande | NOAA Ocean Acoustics Program |
| Vibrations transmises par la coque du moteur diesel principal et du réducteur | 10 Hz - 120 Hz | 65 % - 80 % (uniquement sous la CIS) | Domine en dessous de 10 nœuds | DNV / Bureau Veritas NR 614 |
| Rugosité due aux salissures biologiques calcaires sur la coque et l’hélice | 100 Hz - 10 000 Hz | Ajoute une pénalité de +3,5 à +7,8 dB | Abaisse la CIS de 1,5 - 2,4 nœuds | Marine Pollution Bulletin |
Source : Marine Pollution Bulletin Underwater Radiated Noise Studies
3. Slow Steaming et programmes opérationnels de réduction de vitesse
Étant donné que le volume de cavitation en bout de pale évolue approximativement selon la cinquième ou la sixième puissance de la vitesse de rotation, les zones opérationnelles de réduction de vitesse (slow steaming) représentent l’intervention non structurelle la plus rapide pour réduire le bruit côtier. Les essais volontaires et obligatoires de ralentissement des navires enregistrés par le Port of Vancouver ECHO Program dans le détroit de Haro et par les sanctuaires de la NOAA dans le canal de Santa Barbara démontrent que le ralentissement des navires marchands à 11 nœuds réduit le bruit sous-marin médian à large bande de 5,8 à 11,4 dB selon le type de navire.
| Scénario opérationnel de ralentissement | Profil de réduction de vitesse | Réduction médiane de l’URN à large bande (dB re 1 uPa) | Réduction de la puissance acoustique (%) | Source |
|---|---|---|---|---|
| Ralentissement d’un porte-conteneurs (20,5 nœuds à 11,0 nœuds) | -46 % de vitesse de transit | -9,2 à -11,4 dB | 88 % - 93 % de réduction | Port of Vancouver ECHO / IMO |
| Ralentissement modéré d’un porte-conteneurs (20,5 nœuds à 14,5 nœuds) | -29 % de vitesse de transit | -4,8 à -6,4 dB | 67 % - 77 % de réduction | NOAA / Santa Barbara Channel |
| Ralentissement de vraquiers et pétroliers (14,5 nœuds à 11,0 nœuds) | -24 % de vitesse de transit | -5,8 à -7,6 dB | 74 % - 83 % de réduction | Port of Vancouver ECHO Program |
| Modération de vitesse d’un navire de croisière (19,0 nœuds à 12,0 nœuds) | -37 % de vitesse de transit | -4,5 à -6,9 dB | 65 % - 80 % de réduction | Marine Pollution Bulletin |
| Ralentissement hors conception d’une hélice à pas variable (CPP) | Vitesse réduite à régime (RPM) fixe | Pénalité de +2,5 à +4,8 dB | Augmente la cavitation d’intrados | DNV SILENT Operational Advisory |
| Nettoyage régulier de la coque et polissage des pales d’hélice | Tous les 6 à 12 mois | -3,5 à -5,5 dB restaurés | Élimine la cavitation induite par les salissures | IMO MEPC.1/Circ.906 |
Source : IMO Revised Guidelines for the Reduction of Underwater Noise (MEPC.1/Circ.906)
4. Atténuation par rétrofit de coque silencieuse, tuyère de sillage et hélice
Dans le cadre des obligations de l’Energy Efficiency Existing Ship Index (EEXI) et du Carbon Intensity Indicator (CII) de l’IMO, les armateurs combinent de plus en plus les rétrofits hydrodynamiques d’économie de carburant avec l’atténuation du bruit sous-marin. L’installation d’hélices Kappel à fort dévers (high-skew) ou à extrémités inclinées (tip-raked) associées à des tuyères d’égalisation de sillage augmente la vitesse d’apparition de la cavitation de 1,8 à 3,5 nœuds et réduit le bruit rayonné jusqu’à 10,5 dB, complétant ainsi les technologies d’atténuation maritime en mer évaluées dans les statistiques sur le battage de pieux éoliens en mer et l’atténuation par rideau de bulles.
| Technologie de rétrofit d’ingénierie | Mécanisme acoustique ciblé | Atténuation mesurée de l’URN (dB re 1 uPa) | Co-bénéfice de gain d’efficacité énergétique | Source |
|---|---|---|---|---|
| Remplacement par hélice silencieuse high-skew / tip-raked | Suppression de la cavitation de pointe et par nappe | 6,0 - 10,5 dB | +2,0 % à +4,5 % d’économie de carburant | DNV / IMO MEPC Case Studies |
| Rétrofit de Propeller Boss Cap Fins (PBCF) | Élimination de la cavitation tourbillonnaire de moyeu | 3,2 - 5,4 dB (50-500 Hz) | +2,5 % à +4,0 % d’économie de carburant | IMO MEPC.1/Circ.906 |
| Stator de pré-rotation et tuyère d’égalisation de sillage | Homogénéisation du flux de sillage arrière | 3,5 - 6,5 dB | +3,0 % à +5,5 % d’économie de carburant | Marine Pollution Bulletin |
| Système de lubrification de la coque par bulles d’air (ALS) | Masquage d’impédance acoustique sous la coque | 5,0 - 11,0 dB (>200 Hz) | +4,0 % à +7,5 % d’économie nette de carburant | IMO MEPC / Classification Trials |
| Montage élastique à deux étages des générateurs auxiliaires | Raies tonales des machines transmises par la coque | 12,0 - 18,5 dB (sur les tons discrets) | Aucun (isolation structurelle) | DNV SILENT-E Engineering Guide |
| Pales d’hélice flexibles en composite de fibre de carbone | Adaptation hydroélastique passive du pas | 4,5 - 7,8 dB | +1,5 % à +3,0 % d’économie de carburant | Marine Pollution Bulletin |
Source : DNV SILENT Class Notation and Maritime URN Database
5. Tendances du paysage sonore océanique ambiant et masquage chez les mammifères marins
Comme les sons de basse fréquence inférieurs à 200 Hz subissent une absorption moléculaire minimale dans l’eau de mer (moins de 0,005 dB/km à 100 Hz), le bruit de cavitation provenant des routes maritimes en haute mer se propage sur des centaines de kilomètres à travers les bassins océaniques avant de se dissiper. Tout comme la faune terrestre et les populations humaines souffrent d’un stress physiologique lié au bruit environnemental chronique documenté dans les statistiques sur la pollution sonore, les mammifères marins subissent un masquage sévère de leur espace de communication ainsi qu’une élévation des hormones de stress glucocorticoïdes le long des corridors de navigation commerciale.
| Indicateur écologique d’acoustique marine | Valeur mesurée / Plage d’impact | Bande de fréquences affectée | Référence géographique / par espèce | Source |
|---|---|---|---|---|
| Hausse décennale du bruit océanique ambiant à basse fréquence (1960-2020) | +3,2 dB par décennie | 10 Hz - 100 Hz | Pacifique Nord et Atlantique Nord | NOAA Ocean Acoustics Program |
| Élévation du bruit ambiant dans les détroits à forte densité de trafic | +18 à +28 dB au-dessus du fond naturel | 20 Hz - 500 Hz | Manche, détroit de Singapour | Marine Pollution Bulletin |
| Compression de l’espace de communication des baleines bleues et rorquals (<5 km) | 64 % - 88 % de réduction de la zone active | 15 Hz - 100 Hz | Courant de Californie / Saint-Laurent | NOAA Fisheries Acoustic Program |
| Perte de portée de chasse par écholocation chez l’orque | 35 % - 62 % de réduction de portée | 500 Hz - 15 000 Hz | Mer des Salish / Détroit de Haro | Port of Vancouver ECHO / NOAA |
| Limite DNV SILENT-E à 100 Hz (condition normale de transit) | <= 165 dB re 1 uPa à 1 m | Bande de 1/3 d’octave de 100 Hz | Certification mondiale de navire silencieux | DNV Rules for Classification |
| Part de la flotte marchande mondiale avec notation de classe URN silencieuse | 2,4 % des navires océaniques actifs | Large bande (10 Hz - 25 kHz) | Flotte mondiale immatriculée à l’IMO | Classification Society Registry 2026 |
Source : NOAA Fisheries Marine Mammal Acoustic Masking Studies
Résumé : Cavitation des hélices de navires et bruit sous-marin en chiffres
| Indicateur | Valeur | Source |
|---|---|---|
| Niveau à la source d’un porte-conteneurs géant (20-22 nœuds) | 191 - 198 dB re 1 uPa à 1 m | NOAA Ocean Acoustics / IMO MEPC |
| Niveau à la source d’un pétrolier de brut et vraquier (13-15,5 nœuds) | 182 - 191 dB re 1 uPa à 1 m | Marine Pollution Bulletin |
| Part de la cavitation de l’hélice dans l’URN total du navire à vitesse de service | 80 % - 90 % | IMO MEPC |
| Vitesse typique d’apparition de la cavitation (CIS) des navires marchands | 9,5 - 13,8 nœuds | DNV Fleet Data |
| Saut de bruit à large bande à moins de 2 nœuds au-dessus de la CIS | +10 à +16 dB | Marine Pollution Bulletin |
| Atténuation par ralentissement d’un porte-conteneurs (20,5 à 11,0 nœuds) | -9,2 à -11,4 dB (baisse de puissance de 88 %-93 %) | Port of Vancouver ECHO |
| Atténuation par ralentissement de vraquiers et pétroliers (14,5 à 11,0 nœuds) | -5,8 à -7,6 dB (baisse de puissance de 74 %-83 %) | Port of Vancouver ECHO |
| Atténuation par rétrofit d’hélice silencieuse high-skew / tip-raked | 6,0 - 10,5 dB re 1 uPa | DNV / IMO MEPC |
| Réduction du bruit avec Propeller Boss Cap Fins (PBCF) | 3,2 - 5,4 dB (50-500 Hz) | IMO MEPC.1/Circ.906 |
| Réduction du bruit avec tuyère d’égalisation de sillage et stator | 3,5 - 6,5 dB | Marine Pollution Bulletin |
| Atténuation de l’URN par système de lubrification par bulles d’air (>200 Hz) | 5,0 - 11,0 dB | IMO MEPC / Class Trials |
| Pénalité acoustique due aux salissures biologiques sur coque et hélice | +3,5 à +7,8 dB | Marine Pollution Bulletin |
| Pénalité de pas hors conception sur hélice à pas variable | +2,5 à +4,8 dB | DNV SILENT Advisory |
| Hausse historique du bruit océanique à basse fréquence (1960-2020) | +3,2 dB par décennie (10-100 Hz) | NOAA Ocean Acoustics Program |
| Élévation du bruit ambiant dans les grands détroits maritimes | +18 à +28 dB au-dessus du bruit de fond | Marine Pollution Bulletin |
| Perte d’espace de communication des baleines à fanons à moins de 5 km | 64 % - 88 % | NOAA Fisheries |
| Réduction de la portée d’écholocation de chasse des orques | 35 % - 62 % | Port of Vancouver ECHO / NOAA |
| Niveau maximal à la source DNV SILENT-E à 100 Hz | 165 dB re 1 uPa à 1 m | DNV Classification Rules |
Méthodologie et sources
Les données compilées dans ce rapport proviennent de la littérature scientifique évaluée par les pairs en acoustique marine, de bases de données de réseaux d’hydrophones et de directives réglementaires maritimes internationales :
- International Maritime Organization (IMO) : Revised Guidelines for the Reduction of Underwater Radiated Noise from Commercial Shipping (MEPC.1/Circ.906), détaillant les appendices de conditionnement de sillage, la conception des hélices et les co-bénéfices EEXI/CII.
- NOAA Ocean Acoustics Program & NOAA Fisheries : Ocean Noise Strategy and Deep-Ocean Hydrophone Time Series et Marine Mammal Acoustic Masking Assessments.
- DNV Maritime Classification : Rules for Classification of Ships — SILENT Class Notation (Pt.6 Ch.7) et les repères de mesure du bruit sous-marin en eaux profondes selon la norme ISO 17208-1.
- Marine Pollution Bulletin : Multi-thousand-vessel hydrophone array measurements from the Port of Vancouver ECHO Program and European JOMOPANS/JONAS networks.
- Point de vigilance sur les données : Les niveaux de pression acoustique sous-marine sont référencés à 1 microPascal (1 uPa) à 1 mètre conformément à la norme ISO 17208-1 et ne peuvent pas être directement comparés aux décibels dans l’air (référencés à 20 uPa) sans ajuster l’écart de pression de référence de 26 dB et la différence d’impédance acoustique d’environ 36 dB entre l’eau de mer et l’air (soit un décalage combiné d’environ 62 dB). Les mesures en eaux peu profondes nécessitent des corrections de réflexion sur les fonds marins selon la norme ISO 17208-2.
Dernière mise à jour : 19 octobre 2026. Nous révisons et mettons à jour ces statistiques chaque trimestre à mesure que de nouveaux rapports de la phase d’acquisition d’expérience de l’IMO MEPC et de nouveaux ensembles de données d’hydrophones de la NOAA sont publiés.