Les chants des baleines à bosse obéissent aux mêmes règles que nos langues : voici ce que les chercheurs ont découvert

En Nouvelle-Calédonie, des chercheurs ont analysé pendant huit ans les chants de baleines à bosse. Leurs résultats bousculent la frontière entre langage humain et communication animale.

Dans un article publié par le magazine scientifique américain Scientific American, des équipes internationales montrent que les chants des baleines à bosse suivent plusieurs lois statistiques que l’on pensait propres aux langues humaines. Une découverte qui rapproche étonnamment ces géants des mers de nos conversations quotidiennes, de nos chansons… et même de la façon dont un bébé apprend à parler.

Des chants enregistrés pendant huit ans en Nouvelle-Calédonie

Pour cette recherche, les scientifiques ont étudié des enregistrements de chants de baleines à bosse réalisés pendant huit ans au large de la Nouvelle-Calédonie, dans le Pacifique Sud. L’étude principale, publiée dans la revue Science, est co-signée par la psychologue Inbal Arnon, de l’université hébraïque de Jérusalem, et par Ellen C. Garland, spécialiste des chants de baleines à l’université de St Andrews, en Écosse.

Ces longues séries de sons – gémissements, cris aigus, gémissements graves – ont été découpées et analysées comme si elles formaient une sorte de « phrase » continue. L’objectif : vérifier si ces vocalisations obéissent, comme nos langues, à certaines lois statistiques universelles.

Les scientifiques ont mis en évidence dans ces chants la loi de Zipf, l’une des signatures mathématiques les plus marquantes du langage humain.

Avant toute analyse, un défi majeur se posait : comment découper ces chants en unités comparables à des « mots » alors que l’on ne connaît ni leur sens, ni leurs règles ? C’est là que les chercheurs ont eu l’idée de s’inspirer… des bébés humains.

Une méthode inspirée de l’apprentissage du langage chez les bébés

Un nourrisson reçoit un flot sonore continu quand il écoute les adultes parler. Il n’a pas d’espaces entre les mots, seulement une suite de syllabes. Pourtant, il parvient progressivement à repérer où commencent et où finissent les mots. Selon les travaux en psychologie du langage, il y arrive en détectant les transitions de sons les moins probables.

Concrètement, certaines combinaisons de sons apparaissent très souvent à l’intérieur d’un mot, tandis que la transition entre deux mots est, statistiquement, plus rare. Les petits humains s’appuient sur ces « probabilités de transition » pour fixer des frontières entre les mots.

Les chercheurs ont appliqué la même stratégie aux chants de baleines à bosse. Ils ont mesuré, pour chaque son, la probabilité qu’il soit suivi d’un autre son. Lorsque cette probabilité chutait brutalement, ils considéraient qu’ils se trouvaient à une frontière entre deux unités.

Une fois ces segments isolés, ils ont examiné la fréquence de chaque « unité sonore » dans l’ensemble des enregistrements. C’est là que la surprise est apparue.

La loi de Zipf, pont inattendu entre humains et baleines

Les résultats collent de très près à ce que l’on appelle la loi de Zipf de fréquence. Cette loi, bien connue des linguistes, décrit la manière dont les mots sont distribués dans une langue :

• le mot le plus fréquent apparaît environ deux fois plus souvent que le deuxième ;
• trois fois plus souvent que le troisième ;
• quatre fois plus souvent que le quatrième ;
• et ainsi de suite.

Ce schéma n’est pas un détail : on le retrouve dans une multitude de langues humaines et il est considéré comme une sorte de « signature » du langage.

Selon l’équipe, les unités des chants de baleines à bosse suivent quasiment la même distribution de fréquences que les mots d’une langue humaine.

Les chercheurs ont testé l’hypothèse du hasard. Ils ont mélangé aléatoirement des milliers d’éléments des enregistrements pour voir si une loi similaire apparaissait. Résultat : aucune des versions brouillées n’atteint le niveau de correspondance observé dans les vrais chants. Pour Ellen C. Garland, qui s’exprime dans Scientific American, l’équipe était « stupéfaite » de constater un tel alignement.

Pourquoi baleines et humains convergent vers les mêmes règles

Comment expliquer qu’un cétacé et un humain, dont les ancêtres communs vivaient il y a environ 100 millions d’années, obéissent aux mêmes lois statistiques lorsqu’ils vocalisent ?

Pour Simon Kirby, spécialiste des sciences cognitives à l’université d’Édimbourg et co-auteur de l’étude, la clé se trouve dans l’apprentissage. La loi de Zipf rendrait nos langues plus faciles à apprendre pour les bébés : une poignée de mots très fréquents, et une longue traîne de mots plus rares. Ce type d’organisation serait favorisé au fil des générations, car il optimise la transmission.

Les chercheurs avancent que ces lois ne sont pas réservées à l’être humain, mais à tout animal dont les signaux vocaux se transmettent culturellement, c’est-à-dire par imitation et apprentissage, et non par simple instinct. Dans ce « club » se trouvent, entre autres, certains oiseaux chanteurs, des chauves-souris, des éléphants, des phoques, des dauphins et plusieurs espèces de baleines.

Les chants de baleines apparaissent ainsi comme un système de communication culturellement appris, avec des contraintes statistiques proches de celles d’une langue.

Cette convergence renforce une idée qui progresse dans le monde scientifique : l’être humain n’est pas totalement à part, mais s’inscrit dans une continuité de capacités cognitives réparties chez de nombreuses espèces.

D’autres lois du langage retrouvées dans les vocalisations de cétacés

Un second travail, publié dans la revue Science Advances par le chercheur Mason Youngblood, post-doctorant à l’université Stony Brook aux États-Unis, s’intéresse à deux autres lois observées dans les langues humaines.

La première est la loi de brièveté. Elle énonce que les mots les plus fréquents ont tendance à être les plus courts. En français, par exemple, des mots comme « et », « de », « à » ou « le » sont à la fois très courts et extrêmement courants.

La seconde est la loi de Menzerath. Elle affirme que plus une structure linguistique est longue (une phrase, par exemple), plus ses éléments de base (comme les propositions) ont tendance à être courts.

Mason Youngblood montre que ces deux lois apparaissent aussi dans les vocalisations des baleines, en particulier dans les chants de baleines à bosse, où les effets sont les plus marqués. Elles se manifestent également, dans une certaine mesure, chez d’autres espèces de cétacés étudiées.

Ces lois semblent aider les animaux à transmettre un maximum d’informations en un minimum de temps, tout en économisant de l’énergie.

Selon le chercheur, ce type d’organisation permettrait d’optimiser l’efficacité de la communication à grande distance, un enjeu crucial pour des animaux marins qui chantent parfois sur des dizaines de kilomètres.

Les chants de baleines restent loin d’un véritable langage

Malgré ces ressemblances frappantes, les spécialistes appellent à la prudence. Ellen C. Garland rappelle dans Scientific American que « le chant de baleine n’est pas un langage ». Les séquences sonores des baleines portent indéniablement une forme de signification, mais leur structure ne permet pas les combinaisons illimitées d’unités, typiques de la parole humaine.

Les « mots » identifiés statistiquement dans les chants ne semblent pas avoir de sens indépendant. C’est l’ensemble du chant qui transmettrait une information, un peu comme une mélodie. De ce point de vue, ces vocalisations s’apparentent davantage à de la musique qu’à un discours articulé. La musique, elle aussi, suit d’ailleurs la loi de Zipf.

Pour le biologiste Luke Rendell, de l’université de St Andrews, qui n’a pas participé à ces travaux, ces résultats envoient tout de même un signal fort sur l’évolution des systèmes d’apprentissage. Ils suggèrent que l’évolution peut converger vers un nombre limité de solutions efficaces pour gérer des signaux complexes.

Ce que cela change pour la compréhension de la communication animale

Ces recherches dessinent progressivement un cadre général de la communication complexe chez les animaux. L’idée défendue par Simon Kirby est que des lois comme celle de Zipf pourraient servir de « empreinte digitale » des systèmes évolués culturellement : dès que des signaux se transmettent par imitation entre individus, certaines structures statistiques émergeraient presque inévitablement.

Pour les baleines, cela renforce l’hypothèse d’une véritable culture vocale, transmise de génération en génération. Certaines populations de baleines à bosse sont déjà connues pour faire « voyager » de nouveaux chants d’un océan à l’autre, un peu comme des tubes musicaux qui se propagent.

Les lois du langage observées chez ces cétacés fournissent aux biologistes un nouvel outil pour repérer où, dans le règne animal, la communication franchit un seuil de complexité culturelle.

À terme, ces travaux pourraient aider à mieux cibler les espèces chez qui la perturbation sonore humaine – trafic maritime, sonars militaires, prospection pétrolière – risque d’affecter non seulement la communication immédiate, mais aussi la transmission culturelle de signaux clés.

Et en France, que sait-on des chants de baleines ?

Pour un lecteur français, ces résultats font écho aux études menées en Méditerranée et dans l’Atlantique Nord, où transitent plusieurs espèces de cétacés. Des équipes françaises, notamment avec des observatoires acoustiques sous-marins, suivent déjà l’impact du bruit sur les communications des baleines et des dauphins, même si elles ne se concentrent pas encore systématiquement sur les lois statistiques du langage.

En France, la gestion de ces enjeux implique plusieurs acteurs : les scientifiques, mais aussi les autorités maritimes et les parcs naturels marins. L’objectif commun est de limiter les bruits sous-marins les plus perturbants dans certaines zones sensibles, notamment lors des périodes où les cétacés se reproduisent ou migrent.

La mise en évidence de structures complexes dans les chants de baleines renforce l’argument en faveur de couloirs maritimes mieux régulés et d’exigences accrues sur le niveau sonore de certaines activités, par analogie avec la protection du chant des oiseaux dans certains espaces terrestres.

Comprendre quelques termes clés des études sur le langage

Pour mieux suivre ce type de travaux, quelques notions sont utiles :

Ces lois s’appliquent à la fois au langage humain, aux chants de baleines et, dans certains cas, à d’autres formes de communication comme la musique. Elles servent ainsi d’outils pour comparer des systèmes très différents, sans leur prêter des intentions ou une grammaire identiques.

Une nouvelle façon d’écouter les baleines

Pour les chercheurs en sciences cognitives, ces études ouvrent un champ de travail où l’on ne cherche pas seulement à « traduire » les baleines, mais à mesurer la complexité de leurs signaux avec les mêmes outils que ceux utilisés pour nos langues. L’enjeu ne consiste pas à déclarer que les baleines « parlent » comme nous, mais à comprendre jusqu’où la communication animale peut se rapprocher de ce que nous appelons langage.

Pour le grand public, et particulièrement pour les Français qui s’intéressent aux cétacés observés en Méditerranée ou au large de la Bretagne, ces résultats invitent à écouter ces chants autrement : non plus comme un simple bruit de fond exotique, mais comme un système organisé, façonné par l’apprentissage et la culture, et soumis aux mêmes contraintes d’efficacité que nos propres conversations.