La présence croissante de drogues dans les milieux aquatiques n’est plus anecdotique. Une nouvelle étude menée en Suède montre que même à faibles doses, ces substances peuvent perturber les déplacements de poissons et potentiellement fragiliser des espèces déjà sous pression.

Du poisson ou des requins sous cocaïne : l’image semble tout droit sortie d’un scénario hollywoodien, mais la réalité est bien moins divertissante. De plus en plus souvent, les scientifiques détectent de la cocaïne et d’autres drogues puissantes dans les milieux aquatiques et les retrouvent jusque dans le cerveau et le corps des animaux sauvages.

Une étude de 2024 menée au Brésil a fait les gros titres après avoir mis en évidence la présence de cocaïne dans les muscles et le foie de requins sauvages capturés au large de Rio de Janeiro. Si cela peut surprendre, cette découverte reflète un phénomène plus large et en expansion : les drogues consommées par les humains se retrouvent désormais dans les rivières, les lacs et les océans du monde entier.

Dans notre nouvelle étude, publiée récemment dans Current Biology, nous avons cherché à comprendre ce que cela implique pour la faune sauvage.

Des poissons « sous cocaïne » dans la nature

Nous avons étudié comment des concentrations de cocaïne comparables à celles observées dans l’environnement influencent le comportement des poissons à l’état sauvage. Nous nous sommes également intéressés à une substance appelée benzoylecgonine, principal composé résiduel issu de la dégradation de la cocaïne par l’organisme.

Pour cela, nous avons mené une expérience dans le lac Vättern, en Suède, le deuxième plus grand lac du pays, où nous avons suivi de jeunes saumons atlantiques pendant huit semaines.

À l’aide d’implants chimiques à libération lente, nous avons exposé les poissons soit à la cocaïne, soit à la benzoylecgonine, puis suivi leurs déplacements grâce à la télémétrie acoustique. Cette méthode nous a permis d’observer leur comportement en milieu naturel, plutôt que dans des bassins de laboratoire.

Ce que nous avons observé est frappant. Les poissons exposés à la benzoylecgonine parcouraient jusqu’à 1,9 fois plus de distance par semaine que les poissons non exposés et se dispersaient jusqu’à 12,3 kilomètres plus loin à travers le lac. Les poissons exposés à la cocaïne présentaient une tendance similaire, mais l’effet était plus faible et moins constant.

Des eaux usées aux milieux aquatiques

Comment ces substances se retrouvent-elles dans les environnements aquatiques ?

Après consommation, la cocaïne est rapidement dégradée par l’organisme, principalement en benzoylecgonine. Des composés de ce type – résidus issus de la transformation d’une substance par le corps – sont appelés des métabolites. La drogue initiale comme son métabolite sont ensuite excrétés et rejoignent les systèmes d’eaux usées.

Or, les stations d’épuration ne sont pas conçues pour éliminer complètement ces composés : ils traversent donc les traitements et sont rejetés dans les rivières, les lacs et les eaux côtières.

Ce phénomène n’a rien de localisé. La cocaïne est désormais l’une des drogues illicites les plus fréquemment détectées dans les milieux aquatiques à l’échelle mondiale.

Une analyse globale a mis en évidence des concentrations moyennes dans les eaux de surface d’environ 105 nanogrammes par litre pour la cocaïne et 257 nanogrammes par litre pour la benzoylecgonine, avec des pics atteignant plusieurs milliers de nanogrammes. Si ces niveaux restent faibles, ils suscitent néanmoins des inquiétudes, car ces composés ciblent des systèmes cérébraux partagés par de nombreux animaux : même à faibles doses, ils peuvent donc potentiellement affecter la faune sauvage.

Pourquoi le comportement est crucial

Les changements de comportement comptent parmi les indicateurs les plus précoces et les plus sensibles d’une perturbation environnementale affectant la faune. Ils peuvent influencer des fonctions essentielles, depuis la recherche de nourriture et l’évitement des prédateurs jusqu’aux interactions sociales, à la reproduction et à la survie.

Lorsque des contaminants modifient les comportements, leurs effets peuvent se répercuter bien au-delà de l’individu. De légers changements dans la manière dont les animaux se déplacent, s’alimentent ou réagissent aux menaces peuvent, à plus grande échelle, affecter la dynamique des populations, les interactions entre espèces et le fonctionnement des écosystèmes dans leur ensemble.

Les changements que nous avons observés dans la manière dont les poissons se déplacent dans leur environnement après une exposition à la cocaïne pourraient entraîner une dépense énergétique accrue, une fréquentation d’habitats de moindre qualité ou encore une exposition plus importante au risque de prédation.

Pour des espèces comme le saumon atlantique, déjà soumises aux pressions du changement climatique, de la perte d’habitat et d’autres polluants, même de légères perturbations comportementales peuvent venir aggraver les difficultés auxquelles elles sont confrontées.

Pourquoi le métabolite compte

L’un des résultats les plus surprenants de notre étude est que la benzoylecgonine a eu un effet plus marqué sur le comportement des poissons que la cocaïne elle-même. C’est un point crucial, car les évaluations des risques environnementaux se concentrent généralement sur les substances consommées par les humains, comme la cocaïne, plutôt que sur celles qu’ils rejettent ensuite, comme la benzoylecgonine.

Or ces métabolites sont souvent plus abondants et plus persistants dans les milieux aquatiques. Nos résultats suggèrent que nous sous-estimons peut-être les risques écologiques liés à ces polluants.

Notre étude s’est concentrée sur le comportement, et non sur les effets à long terme sur la santé. Nous n’avons pas encore évalué si ces changements influencent la survie ou la reproduction.

Cependant, des travaux antérieurs montrent que la cocaïne et des composés apparentés peuvent modifier la chimie du cerveau, accroître le stress oxydant et perturber le métabolisme énergétique chez les animaux aquatiques. Ces processus étant étroitement liés à la santé et à la condition physique, ils laissent entrevoir des effets plus larges.

L’idée de « poissons sous cocaïne » peut faire sourire, mais elle renvoie à un problème bien plus vaste. Les milieux aquatiques sont de plus en plus contaminés par des mélanges complexes de substances d’origine humaine, des médicaments aux drogues illicites. Beaucoup de ces composés sont biologiquement actifs à de très faibles concentrations, et nous commençons à peine à en comprendre les effets.

Marcus Michelangeli travaille pour Griffith University. Il a reçu un financement et un soutien à la recherche du Conseil suédois de la recherche Formas (2022-00503), ainsi que du programme de recherche et d’innovation Horizon 2020 de l’Union européenne dans le cadre d’une bourse Marie Skłodowska-Curie (101061889) pour mener ces travaux.

Jack Brand travaille pour l’Université suédoise des sciences agricoles et reçoit un financement du Conseil suédois de la recherche Formas (2024-00507). Il occupe également un poste de chercheur invité à l’Institute of Zoology de la Zoological Society of London.

Les particules fines et ultrafines issues du trafic routier sont parmi les polluants les plus nocifs pour la santé. Elles sont aussi les plus difficiles à mesurer à l’échelle d’un quartier. À Paris, un projet de sciences participatives montre comment des citoyennes et des citoyens, en prélevant l’écorce des platanes qui peuplent la ville, peuvent compléter les dispositifs officiels et produire des données utiles à l’action publique.

Dans les grandes villes, la pollution de l’air est surveillée par des stations fixes, par exemple celles d’Airparif en Île-de-France, qui permettent le suivi assez fin de différents types de polluants et de modéliser les tendances générales. Ces stations sont encore trop peu nombreuses pour rendre compte de l’exposition réelle des populations, rue par rue.

Cette limite est particulièrement problématique pour la fraction inorganique des particules fines (de dimensions inférieurs à 2,5 micromètres) et ultrafines (plus petites que 0,1 micromètre). Par « fraction inorganique », on entend les particules minérales ne contenant pas de carbone. Elles sont d’origine soit primaire (érosion des sols, particules métalliques liées à l’usure des plaquettes de frein…), soit secondaire, formées à partir d’autres polluants gazeux. Ces particules sont étroitement liées au trafic routier et associées à des effets sanitaires majeurs. Or, à l’heure actuelle, une seule station de mesure fixe est opérationnelle dans Paris.

Pourtant, la mesure devrait guider l’action : urbanisme, aménagements cyclables, piétonisation ou régulation du trafic reposent sur des données souvent trop parcellaires pour éclairer des décisions locales.

Notre recherche, publiée dans la revue Community Science, s’appuie sur un constat simple : les arbres enregistrent la pollution de leur environnement immédiat. Les particules issues du trafic se déposent sur l’écorce, qui agit comme un capteur passif intégrant la pollution sur plusieurs mois. Cela en fait un indicateur pertinent pour évaluer une exposition chronique.

L’écorce des platanes, révélatrice de pollution

Dans le cadre du projet Ecorc’Air, des volontaires collectent, chaque printemps, au moment de l’exfoliation annuelle, des fragments d’écorce de platanes, arbre omniprésent le long des rues – et notamment au sein de la capitale parisienne, qui abrite plus de 40 000 platanes.

Ces échantillons sont ensuite transmis en laboratoire, où ils sont analysés. La mesure d’une propriété physique particulière de l’échantillon, la susceptibilité magnétique, permet d’estimer la quantité de particules métalliques déposées. Ces dernières sont directement liées aux émissions du trafic automobile.

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Sur plusieurs milliers d’échantillons collectés depuis 2016, nous montrons que ce signal magnétique est fortement corrélé à la présence de métaux, dont certains peuvent se révéler toxiques en fonction de leur nature et des doses inhalées. Le protocole mis en place, très accessible même sans connaissances préalables, permet de cartographier la pollution à une échelle très fine, de l’ordre de quelques dizaines de mètres.

Grâce à cet échantillonnage massif, rendu possible par la participation citoyenne, plusieurs observations ont pu être faites :

• d’abord, il existe des « points noirs » persistants. Certaines zones parisiennes présentent des niveaux élevés et récurrents de pollution en particules métalliques depuis le début du suivi : il s’agit des quais à forte circulation (la voie Georges-Pompidou sur sa portion carrossable, par exemple), des abords du périphérique et des axes congestionnés. À l’inverse, les parcs et les espaces éloignés du trafic affichent des niveaux relativement faibles. Ces cartes permettent d’identifier des priorités d’intervention, là où les stations de surveillance classiques ne suffisent pas.

• Ensuite, la pollution décroît rapidement avec la distance. Nos données montrent une diminution nette de la contamination en particules dès que l’on s’éloigne de la chaussée, surtout dans les premiers mètres. Cela confirme l’importance du choix de l’implantation des trottoirs et des pistes cyclables vis-à-vis des barrières naturelles (haies ou arbustes) et des zones de repos (espaces où l’on trouve par exemple des bancs).

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Quand les voitures font écran

L’un des résultats les plus frappants concerne l’organisation très concrète de l’espace public. Sur plusieurs grands axes parisiens, notamment le boulevard Saint-Germain, nous avons comparé les niveaux de pollution enregistrés par les arbres selon la configuration de la voie la plus proche : circulation automobile générale (configuration notée A sur le schéma ci-dessous), voie bus-taxi (C), voie partagée bus-vélo-taxi (D) ou présence d’une file de stationnement entre la chaussée et le trottoir (B).

Les différences observées sont nettes. Les arbres situés au plus près des voies de circulation automobile présentent systématiquement les valeurs de susceptibilité magnétique les plus élevées. À l’inverse, lorsqu’un élément (haie naturelle, véhicule stationné) sépare la chaussée du trottoir, les niveaux mesurés dans l’écorce sont significativement plus faibles. Cette diminution est suffisamment marquée pour être statistiquement robuste sur l’ensemble des données collectées en 2020 et 2021.

Cette observation suggère que les véhicules en stationnement jouent un double rôle. D’un côté, ils augmentent la distance entre la source d’émission et les piétons et piétonnes et, de l’autre, ils constituent un obstacle physique à la projection directe des particules métalliques issues du trafic vers les trottoirs. Cet effet de « paravent » réduit l’exposition des piétons et piétonnes de manière comparable à celle obtenue en s’éloignant de plusieurs mètres de la chaussée.

Notre point n’est pas ici de promouvoir la généralisation de places de stationnement le long des rues, qui favoriserait les déplacements en voiture, mais de pointer l’intérêt de penser une réelle séparation entre la chaussée et les piétons et piétonnes. À l’inverse, les voies partagées avec les bus et les taxis, souvent présentées comme favorables aux mobilités actives, restent associées à des niveaux élevés de pollution particulaire.

Ces résultats, intuitifs en apparence, sont pourtant rarement objectivés par des données à haute résolution spatiale. Ils montrent que des choix d’aménagement très concrets – plans de stationnement, élargissement des trottoirs, séparation réelle des pistes cyclables, séparation spatiale des zones piétonnes et du trafic routier, projets de végétalisation… – ont des effets mesurables sur l’exposition quotidienne des populations.

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Les sciences participatives changent la donne

Un tel niveau de détail n’aurait pas été possible sans la participation massive de volontaires. Les réseaux de surveillance réglementaires, indispensables pour suivre les tendances de fond, reposent sur un nombre limité de stations fixes. À Paris, comme dans la plupart des grandes villes, celles-ci sont trop espacées pour rendre compte des contrastes fins liés à la morphologie des rues, à l’intensité locale du trafic ou aux choix d’aménagement.

Le projet Ecorc’Air repose sur une logique différente : multiplier les points de mesure simples, robustes et comparables dans le temps. En mobilisant des bénévoles pour collecter des échantillons d’écorce de platanes à hauteur de respiration, il a été possible de constituer, année après année, une base de données accessible de plusieurs milliers de points, couvrant des quartiers entiers et permettant des comparaisons temporelles.

Résultats collectés par le projet Ecorc’Air entre 2016 et 2025

Cette approche présente un second avantage souvent sous-estimé : elle transforme la production de données en objet de dialogue. Les lieux de prélèvement ne sont pas ciblés uniquement par les équipes de recherche, mais également par les volontaires et les collectivités, en fonction de leur expertise sur leurs lieux de vie, de leur perception des nuisances, de leurs usages quotidiens ou de leurs questionnements sur des projets urbains en cours. Ce croisement entre savoirs scientifiques et expériences locales enrichit l’interprétation des données et renforce leur légitimité sociale.

Les entretiens menés par l’équipe scientifique dans le cadre du projet montrent d’ailleurs que les motivations à participer sont diverses. Certaines personnes s’engagent par curiosité scientifique, d’autres par inquiétude pour leur cadre de vie ou simple souhait d’amélioration de leur environnement. Du côté des collectivités, l’intérêt tient autant à la production de données environnementales qu’à la capacité à instaurer un lien avec les habitants et habitantes autour d’enjeux environnementaux et sanitaires majeurs. Les sciences participatives ne sont donc pas seulement un outil de mesure : elles deviennent un dispositif d’intermédiation entre science, population et action publique.

Pour les pouvoirs publics, la leçon est claire : il existe aujourd’hui des moyens complémentaires peu coûteux et éprouvés permettant de documenter l’exposition réelle des populations à la pollution liée au trafic. Sans se substituer aux réseaux officiels, ces démarches permettent d’identifier des zones à enjeu, d’évaluer l’impact d’aménagements urbains et de suivre des évolutions dans le temps à une échelle pertinente pour l’action locale.

Les résultats obtenus à Paris montrent que certaines zones restent durablement exposées, malgré une baisse globale des concentrations mesurées à l’échelle de la ville. Ils suggèrent également que des choix d’aménagement apparemment secondaires – emplacement des pistes cyclables, organisation du stationnement, largeur des trottoirs… – peuvent avoir des effets significatifs pour ce qui est de l’exposition aux particules inorganiques des passants et passantes.

Dans un contexte où les recommandations sanitaires internationales sont de plus en plus strictes et où la demande sociale de transparence environnementale s’accroît, ces données fines constituent un appui précieux à la décision. Elles permettent de dépasser les débats trop généraux sur la pollution pour entrer dans une logique d’action ciblée concrète, territorialisée et discutée, en concertation avec les usagers et usagères.

À terme, l’enjeu n’est pas seulement de mieux mesurer, mais de mieux décider. Les sciences participatives, intégrées aux politiques publiques, peuvent contribuer à combler un angle mort majeur de la gouvernance environnementale : celui de l’exposition quotidienne, réelle, vécue, à l’échelle de la rue. À Paris, mais aussi dans d’autres villes européennes, l’intérêt pour ce type de démarches grandit. L’enjeu n’est plus seulement de mesurer, mais de transformer ces données en leviers d’action, à l’échelle des quartiers.

Sivry Yann a reçu des financements de l'Agence Nationale pour la Recherche, du CNRS et de la Fondation Université Paris Cité.

Aude Isambert a reçu des financements du CPT (Centre des Politiques de la Terre) de l'Université Paris Cité (StratEx-IdEx).

Claire Carvallo a reçu des financements du CNRS.

Laure Turcati a reçu des financements à travers le réseau Science Ensemble du label SAPS de Sorbonne Université et de l’Etat au titre de France 2030 dans le cadre du projet SOUND porté par l’Alliance Sorbonne Université.

Christine Franke ne travaille pas, ne conseille pas, ne possède pas de parts, ne reçoit pas de fonds d'une organisation qui pourrait tirer profit de cet article, et n'a déclaré aucune autre affiliation que son organisme de recherche.

Paris a perdu trois décibels en dix ans grâce à des mesures efficaces contre la pollution sonore. Mais le bruit de la circulation oblige encore et toujours les oiseaux à chanter plus haut.

En 1962, la biologiste Rachel Carson nous mettait en garde dans le Printemps silencieux. Cet ouvrage, devenu depuis une référence majeure, alertait sur le monde muet et sans oiseau qui nous guettait du fait de l’impact incontrôlé des activités humaines.

Quarante ans plus tard, des biologistes ont mis en évidence un effet frappant de la pollution sonore sur le chant des oiseaux. Ils ont découvert que les bruits à basse fréquence de la circulation obligeaient les oiseaux à chanter à des fréquences plus élevées dans les villes européennes. Ainsi, les oiseaux d’un parc bruyant situé au pied de la tour Eiffel chantent à une fréquence supérieure de 400 hertz (Hz) à celle de leurs congénères vivant dans les forêts calmes de la banlieue parisienne.

L’étude que j’ai publiée dans la revue scientifique Ornithological Applications avec mon collègue Hans Slabbekoorn de l’Université de Leyde, montre cependant que Paris est un exemple de réussite dans la lutte contre la pollution sonore.

Pourtant, même si Paris est devenu plus calme, les oiseaux n’ont pas retrouvé leurs tonalités de chant naturelles. Nos recherches montrent que les mésanges charbonnières de Paris continuent de chanter à des fréquences plus aiguës que les oiseaux des zones sauvages situées en dehors de la ville.

Il parait donc essentiel de redoubler d’efforts en matière de réduction du bruit dans les zones urbaines du monde entier afin de permettre aux oiseaux sauvages de communiquer à leurs fréquences sonores naturelles.

Les effets dévastateurs du bruit

De fait, les activités humaines inondent le monde des divers bruits. Les bruits des voitures, des avions, des bateaux et des activités industrielles produisent ainsi un grondement constant qui affecte les animaux sauvages, les oiseaux et les insectes. Nous négligeons souvent la pollution sonore en tant que problème de conservation, alors qu’elle peut avoir des effets dévastateurs sur la faune sauvage à une époque d’urbanisation croissante.

Le bruit de la circulation perturbe par exemple la capacité des oiseaux et des grenouilles à attirer des partenaires. Le bruit des bateaux entraîne lui une diminution de la communication vocale chez les baleines. Enfin, le bruit de la circulation influence par exemple les interactions prédateur-proie entre les papillons de nuit et les chauves-souris.

Depuis que l’on a découvert que, dans les villes européennes, les bruits de circulation à basse fréquence poussaient les oiseaux à chanter à des fréquences plus élevées, ce phénomène a également été observé chez diverses populations d’oiseaux à travers le monde.

Dans les prairies canadiennes, les bruants des prés émettent ainsi des chants plus aigus à proximité des pompes à pétrole bruyantes. Les rouges-gorges familiers chantent eux des mélodies plus aiguës en présence du bruit des éoliennes. On sait également que les zostérops à dos gris d’Australie produisent des chants et des cris plus aigus dans les zones urbaines bruyantes par rapport aux zones rurales.

Or, tous ces changements réduisent la capacité des oiseaux à défendre leurs territoires de reproduction et à attirer des partenaires.

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Se battre pour une ville plus calme

Paris est l’une des plus grandes et des plus densément peuplées d’Europe, mais les Parisiens ont mis au point des stratégies innovantes pour lutter contre la pollution sonore.

La ville a transformé de nombreuses voies de circulation en pistes cyclables et a posé des revêtements antibruit sur les axes routiers principaux.

Des radars sonores infligent également des amendes aux véhicules trop bruyants. Un observatoire régional appelé Bruitparif surveille enfin le bruit dans toute la ville et supervise les efforts de réduction du bruit.

Toutes ces actions visent à rendre la ville plus calme, tant pour les habitants que pour la faune. Ces efforts contre le bruit soulèvent cependant la question suivante : peut-on réduire le niveau de pollution sonore afin de minimiser son impact sur le chant des oiseaux ?

Un frein au vacarme

En 2023, je me suis rendu à Paris pour enregistrer le chant de la mésange charbonnière, un oiseau commun des jardins européens.

J’ai utilisé des microphones et des enregistreurs numériques pour enregistrer les oiseaux dans les rues, sur les places et dans les parcs de toute la ville. J’ai suivi les traces de mon collaborateur, Hans Slabbekoorn, le biologiste qui avait été le premier à enregistrer les mésanges charbonnières à Paris en 2003.

En comparant le bruit de fond au chant des oiseaux, nous avons constaté que les mésanges charbonnières émettaient des chants plus aigus dans les environnements bruyants. En chantant à un ton plus aigu, elles évitent ainsi que leur chant ne soit masqué par les bruits de circulation à basse fréquence.

Nous avons également analysé les données sur le bruit recueillies dans tout Paris par Bruitparif. Nous avons ainsi constaté que Paris est en passe de gagner la bataille contre la pollution sonore et que la ville est devenue plus calme ces dernières années.

En effet, Paris est aujourd’hui environ trois décibels plus calme qu’il y a dix ans. Comme l’échelle des décibels est logarithmique, une baisse de trois décibels représente une réduction importante de l’intensité sonore. Mais malgré ces progrès, les mésanges charbonnières de Paris continuent de chanter à des fréquences plus aiguës que celles des oiseaux vivant dans les zones sauvages en dehors de la ville.

Les oiseaux peuvent changer de chant

Il y a toutefois des raisons d’être optimiste. Des recherches menées dans d’autres villes ont montré que lorsque l’environnement devient moins bruyant, les oiseaux retrouvent leur tonalité naturelle.

Ainsi, le calme observé dans les rues pendant les confinements liés au Covid-19 a offert une occasion rare d’étudier les oiseaux dans un monde plus silencieux. Des biologistes de San Francisco (Californie) ont comme cela constaté que le paysage sonore urbain était devenu environ sept décibels plus silencieux pendant les confinements – des niveaux rarement observés depuis les années 1950.

Ce calme ambiant a permis aux oiseaux de modifier leur chant. À San Francisco, les bruants à couronne blanche ont réagi en chantant des mélodies plus graves et plus douces.

De nombreuses espèces d’oiseaux ont ainsi tiré profit de cet apaisement qui a régné pendant la période de confinement. Dans le cadre d’une étude portant sur 47 espèces d’oiseaux chanteurs en Amérique du Nord, notre équipe de recherche a constaté que les espèces dont le chant couvre une large gamme de fréquences – c’est-à-dire les sons les moins sensibles aux effets du bruit à basse fréquence – ont étendu leur aire de répartition pendant cette période de calme.

Ces résultats montrent que la pollution sonore affecte diverses espèces d’oiseaux, même celles dont le chant semble pourtant bien adapté aux environnements bruyants.

À l’écoute du futur

Nos études menées à Paris montrent qu’une réduction de trois décibels n’est pas suffisante pour permettre aux oiseaux de retrouver leurs fréquences de chant naturelles. Des efforts supplémentaires de réduction du bruit seront donc nécessaires pour que nous puissions partager l’espace sonore de manière adéquate avec nos amis à plumes.

Paris nous offre également une leçon porteuse d’espoir dans la lutte contre la pollution sonore. Les villes peuvent réduire le bruit en encourageant le vélo et les modes de transport plus silencieux. Les politiques publiques jouent également un rôle important, comme l’illustre l’agence Bruitparif à Paris.

Si nous mesurons la pollution sonore, nous pouvons nous efforcer de la réduire, d’améliorer notre propre bien-être et de créer un espace permettant aux oiseaux sauvages de communiquer à leurs fréquences sonores naturelles.

Dan Mennill a reçu des financements de la Natural Sciences and Engineering Research Council of Canada