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Blue whales (Balaenoptera musculus ssp) were brought to the brink of extinction during whaling and are still endangered today. In the southern Indian Ocean, a remote region subject to extreme weather conditions, passive acoustics quickly became the preferred method for monitoring these large marine mammals. This thesis is based on acoustic data recorded from 2010 to 2018 by a large hydrophone network in the southern Indian Ocean. An automatic detection algorithm, whose performance was thoroughly evaluated beforehand, is applied to detect the stereotyped and non-stereotyped calls (D-calls) of Antarctic blue whales and Australian and Madagascan pygmy blue whales. Detections of stereotyped calls refine the spatial and seasonal distributions previously described in the southern Indian Ocean and reveal that Antarctic and pygmy blue whales use this region in very different ways. Comparison between the geographical presence of stereotyped and nonstereotyped calls suggests a change in the acoustic behavior of blue whales between subtropical and subantarctic regions. Finally, the characterization of the southern Indian Ocean soundscape indicates that anthropogenic signals are prevalent, even in remote areas., La baleine bleue (Balaenoptera musculus ssp) a été menée au bord de l’extinction durant la chasse baleinière et est aujourd’hui toujours en danger. Dans l’océan Indien austral, une région reculée et soumise à des conditions météorologiques extrêmes, l’utilisation de l’acoustique passive s’est rapidement imposée pour le suivi de ces grands mammifères marins. Cette thèse repose sur des enregistrements acoustiques acquis de 2010 à 2018 par un réseau d’hydrophones de grande envergure situé dans l’océan Indien austral. Un algorithme de détection automatique, dont les performances sont préalablement évaluées, est appliqué pour détecter les vocalisations stéréotypées et non-stéréoptyées (D-calls) des baleines bleues Antarctique et des baleines bleues pygmées d’Australie et de Madagascar. Les détections des vocalisations stéréotypées précisent les distributions spatiales et saisonnières décrites précédemment dans l'océan Indien austral et révèlent que les baleines bleues Antarctique et pygmées habitent cette région de façon très différente. La comparaison entre la présence géographique des vocalisations stéréotypées et non-stéréotypées suggère un changement de comportement acoustique des baleines bleues entre les régions subtropicales et subantarctiques. Enfin, la caractérisation du paysage sonore dans l’océan Indien austral indique que les signaux d'origine anthropique y sont prévalents, y compris dans les régions les plus reculées.

The Antarctic blue whale, Balaenoptera musculus intermedia, is currently critically endangered since the commercial whaling in the 20th century. The population recovery of this species, as well as its ecology, are still poorly known. Due to the ineffectiveness of visual observations, passive acoustics is a preferred method to monitor this highly vocal species. This dissertation presents an analysis of 7 years of passive acoustic monitoring in the southern Indian Ocean, known as a particularly important area of habitat and migration for the Antarctic blue whale. Deployed since 2010 over an area of about 9,000,000 km2, the OHASISBIO hydrophone network provides a multi-site and multi-year acoustic database. An algorithm for the automated detection of Antarctic blue whale calls, first tested and validated, has been applied to characterize the seasonal and geographic patterns of the species presence in the study area. The systematic analysis of these vocalizations also allowed to characterize intra- and inter-annual variations of their frequency, with a long-term decline and seasonal variations. A preliminary analysis of other vocal signatures recorded by the network, from 3 populations of pygmy blue whales and fin whales, highlighted similar variations of their frequencies and outlined their geographic and seasonal patterns of presence in the area. Finally, two previously undescribed vocalizations, with characteristics close to that of blue whale calls, were identified and characterized., La baleine bleue Antarctique, Balaenoptera musculus intermedia, est en danger critique d’extinction depuis la chasse baleinière intensive du 20e siècle. L’état de ses populations et leur écologie restent encore mal connus. En raison de l’inefficacité des observations visuelles, la surveillance par acoustique passive est privilégiée pour étudier cette espèce vocalement très active. Cette thèse porte sur l’analyse de 7 ans de surveillance acoustique passive dans l’océan Indien austral, région d’habitat et de migration particulièrement importante pour la baleine bleue Antarctique. Déployé depuis 2010 sur une aire de près de 9 000 000 km2, le réseau d’hydrophones OHASISBIO fournit une base de données acoustiques multi-site et pluri-annuelle. L’application d’un algorithme de détection automatique des vocalisations de baleines bleues Antarctique, préalablement testé et validé, a permis d’établir les patrons géographiques et saisonniers de présence de l’espèce au sein du réseau. L’analyse systématique de ces vocalisations a également permis de caractériser des variations intra- et inter-annuelles de leur fréquence, affectée par une décroissance long-terme et des modulations saisonnières. L’analyse préliminaire de signatures vocales d’autres espèces présentes dans le réseau - rorquals communs et trois populations de baleines bleues pygmées – a révélé des variations de fréquence similaires de leur vocalisation et permis d’esquisser leurs patrons géographiques et saisonniers. Enfin, deux vocalisations, jusqu’alors non décrites, aux caractéristiques semblables à celles de baleines bleues, ont été identifiées et caractérisées.