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Nous cherchons à décoder le lien entre la structure des vocalisations (ex : leur fréquence fondamentale, leur durée, l’énergie mise par l’animal dans la vocalisation) et l’état émotionnel des porcs, dans le cadre d’une meilleure compréhension de la relation aux humains et dans un objectif de mise au point d’outils d’analyse automatique du bien-être animal. Ces résultats issus du projet Européen Eranet Soundwel sont encourageants en vue du développement d’un outil de mesure automatique du bien-être animal en ferme.

Les porcs sont des animaux sociaux, communiquant beaucoup entre eux par la variété des sons qu’ils émettent appelés vocalisations (Tallet et al, 2020). L’UMR Pegase coordonne depuis 2016 le projet européen Soundwel qui vise à mieux comprendre le lien entre l’expression vocale des porcs et leurs états émotionnels. La structure acoustique des vocalisations dépend notamment de la perception de l’environnement, en particulier humain. L’objectif d’une partie du projet était d’utiliser la structure acoustique pour mieux comprendre la perception des humains par les porcs.

Expression vocale et état émotionnel

Dans une première étude, nous avons comparé les réponses vocales des porcelets face à leurs congénères et à un humain familier. Les porcelets produisent des grognements à un rythme plus élevé quand ils anticipent la présence d’un congénère que celle d’un humain. Les grognements sont plus bruités (bruit spectal) lorsque les porcelets s’attendent à voir leurs congénères, alors qu’ils sont plus longs et plus aigus lorsqu’ils s’attendent à voir l’humain. Ces caractéristiques  sont des signes d’une perception positive de l’anticipation de l’arrivée des congénères, et d’une certaine frustration avant l’arrivée d’un humain comparativement aux congénères. Cela montre, pour la première fois, que l’expression vocale des porcelets pendant l’anticipation d’un évènement est spécifique de l’évènement attendu. De plus, les porcelets habitués à la présence humaine ont une expression vocale différente des porcelets non habitués, ce qui suggère un impact de la relation homme-animal sur la communication vocale à plus long terme.

figure 1 : Expression vocale de l’anticipation de congénères ou d’un humain familier. A : l’organisation de la salle de test. B: le déroulement du conditionnement. Les porcelets ont été conditionnés pendant 12 essais  avec l’humain et 12 essais avec les congénères. Un signal (audio et lumineux) annonçait l’arrivée du partenaire, le signal lumineux a été augmenté au cours du conditionnement pour générer une phase d’anticipation. Au dernier essai, l’arrivée du partenaire a été retardée pour générer de la frustration. Après analyse des grognements, on peut voir l'effet de l’anticipation et de la frustration sur  (C) la durée des grognements et (D) leur composition spectrale.

Structure des vocalisations et état émotionnel

Dans une seconde étude, après une phase de deux semaines de familiarisation à un humain et un objet, nous avons testé la réponse de porcelets à la réunion avec cet humain et cet objet suite à une période d’isolement. L’expression vocale montre que l’humain a une valence positive (diminuation de la durée des grognements par rapport à l’isolement), rassurante pour les porcelets, alors que ce n’est pas le cas de l’objet.

L’état émotionnel des porcelets et leur relation aux congénères et aux humains se reflètent donc dans la structure de leurs vocalisations : durée, bruit spectral et bande de fréquences. Cela questionne sur la représentation mentale de l’humain et sa perception par les porcelets.

figure 2 : Effet d’une réunion post-isolement social avec soit un humain, soit un objet, soit sans stimulus sur (A) le comportement des porcelets, (B) la composition spectral des grognements et (C) la durée des grognements.

Ces résultats, avec d’autres données produites dans le cadre du projet, donnent des bases de compréhension acoustique qui seront utiles au développement futur d’un outil de détection, d’analyse et de classification automatique des vocalisations.

Valorisation

• Céline Tallet, Lisette M C Leliveld, E.F. Briefer. Vocalizations. Pigs welfare in practice, 5M Publishing, pp.56, 2020, Animal Welfare in Practice, 978-1-7891-8-1050. ⟨https://hal.inrae.fr/hal-02503320⟩
• Avelyne Villain, Azélie Hazard, Margot Danglot, Carole Guérin, Alain Boissy, et al.. Piglets vocally express the anticipation of pseudo-social contexts in their grunts. Scientific Reports, Nature Publishing Group, 2020, 10 (1), pp.18496. ⟨10.1038/s41598-020-75378-x⟩. ⟨https://hal.inrae.fr/hal-03025185⟩
• Avelyne Villain, Mathilde Lanthony, Carole Guérin, Céline Tallet. Manipulable object and human contact: preference and modulation of emotional states in weaned pigs. Frontiers in Veterinary Science, Frontiers Media, 2020, 7, ⟨10.3389/fvets.2020.577433⟩. ⟨https://hal.inrae.fr/hal-03030949⟩
• Données accessibles sur le portail de données Data Inrae : https://data.inrae.fr/dataverse/SOUNDWEL