L'écholocalisation, ou écholocation, désigne la façon dont certains animaux émettent des sons pour se repérer dans l'espace et localiser les éléments de leur environnement, tels que les obstacles, les prédateurs et les proies.
Quelques heures pour maîtriser les bases de l'écholocation
Cet apprentissage consiste à émettre un bruit de type claquement des doigts et à analyser son rebond sur les objets environnants. Une solution qui permet désormais à de nombreux malvoyants d'appréhender simplement les obstacles.
Aujourd'hui, l'écholocation désigne un système de repérage utilisé par certains animaux : les chauves-souris, quelques cétacés (orques, dauphins), quelques oiseaux et les musaraignes.
L'écholocation, un super sonar !
Pour se déplacer ou chasser, le dauphin utilise principalement son oreille interne et les ultrasons qu'il émet. On appelle cette faculté : l'écholocation. Le cétacé envoie des ondes en direction d'un animal ou d'un obstacle grâce au melon, l'équivalent du front pour les cétacés.
Les animaux utilisent les ultrasons sous forme de sonar. Ils les utilisent pour se repérer, se nourrir et communiquer. La chauve-souris se sert de l'écholocation pour se repérer dans l'obscurité totale et pour repérer sa proie. La chauve-souris émet des impulsions à haute fréquence.
Pour analyser ces sons, elles utilisent entre autres leur lobe pariétal (la zone du cerveau impliquée dans la perception de l'espace) commun à tous les vertébrés. Toutes les espèces de chauves-souris n'utilisent pas l'écholocalisation, mais cette capacité est présente chez toutes les espèces insectivores.
Qu'entendent les autres êtres vivants? Il existe bien des sons et des bruits qui ne peuvent être perçus par l'oreille humaine. Nos oreilles ne peuvent pas percevoir les sons très graves, situés dans la plage des infrasons, ni les sons particulièrement aigus des ultrasons – certains animaux par contre en sont capables.
Appareil de détection sous-marine, utilisant les ondes sonores et permettant le repérage, la localisation et l'identification des objets immergés.
Ainsi, de nombreux animaux peuvent entendre les ultrasons, comme les chiens avec qui l'on peut utiliser des sifflets à ultrasons ou les chauves-souris. L'animal pouvant entendre les fréquences les plus élevées est de dauphin dont la perception peut aller jusqu'à 200000 Hz.
En biologie, l'évent correspond à la narine simple ou double des cétacés. Il s'agit de l'orifice situé sur la tête de l'animal, et qui lui permet d'expulser l'air inspiré. C'est l'organe homologue des narines de tous les mammifères.
Les chauves-souris sont aveugles
Les chauves-souris utilisent prioritairement leur vue pour se repérer. Elles peuvent d'ailleurs être éblouies ou perturbées par l'éclairage artificiel extérieur. L'écholocalisation est privilégiée lors de la chasse ou de déplacements en zone inconnue.
La chauve-souris utilise l'écholocation pour se diriger et chasser ses proies. Elle obtient des informations sur la direction, la distance, la taille et même sur la texture de l'insecte.
L'homme ne peut percevoir les ondes acoustiques que dans une limite de fréquence et de pression donnée. La pression acoustique minimale que l'oreille peut capter est appelée seuil acoustique et est dépendante de la fréquence. La différence de volume n'est pas expérimentée de manière linéaire par l'ouïe humaine.
L'ouïe du chien
Cette particularité s'explique par sa capacité à percevoir les ultrasons, dont la fréquence est supérieure à 20000 hertz, et les infrasons, dont la fréquence est inférieure à 20 hertz, ou vibrations par seconde. Il faut savoir que ces fréquences sonores peuvent s'échelonner jusqu'à 50000 hertz.
Certaines gammes d'ultrasons peuvent être entendues et utilisées pour communiquer par de nombreux animaux vertébrés terrestres, comme les chiens, certains rongeurs, les chauves-souris ou les dauphins.
Le sondeur émet des impulsions sonores dans l'eau. Lorsque ces impulsions rencontrent un objet comme un poisson, de la végétation ou le fond, elles sont réfléchies vers la surface. Le sondeur mesure combien de temps l'onde sonore prend pour se propager vers le bas, rencontrer un objet et ensuite rebondir vers le haut.
Le sonar est mis au point en France, pendant la Première Guerre mondiale, par Constantin Chilowski et Paul Langevin, avec la collaboration du Canadien R.W. BOYLE. Il devait alors servir de méthode pratique de détection des obstacles immergés (icebergs, sous-marins) et de mesure de la profondeur des eaux.
Contrairement à une idée fortement ancrée, l'invention humaine du sonar ne doit rien à la nature. Ce dispositif a été mis au point en 1906 par l'ingénieur américain Lewis Nixon pour détecter les icebergs.
Vos oreilles entendent différemment
Votre oreille gauche est meilleure que votre droite pour recevoir les sons de la parole, alors que votre oreille droite est plus sensible à la musique et aux chansons, selon les chercheurs américains de cette étude.
La hauteur d'un son correspond à la fréquence de vibrations de celui-ci. L'oreille humaine peut entendre des fréquences émises entre 16 et 16 000 Hz environ. En musique, si la fréquence est haute, elle est aiguë et si la fréquence est, au contraire, basse, elle est considérée comme grave.
Comment créer des ultrasons ? La génération d'ultrasons repose sur un phénomène physique appelé effet piézoélectrique, découvert par les frères Pierre et Jacques Curie en 1880. Certains matériaux, comme le quartz sont tels que, lorsqu'ils sont comprimés, ils créent un champ électrique.
Les signaux qui sont créés peuvent être exploités dans un objectif diagnostique (échographie, écho-Doppler, élastographie) ou thérapeutique (lithotripsie, pharmaco-émulsification…). Ils sont d'ores et déjà utilisés pour traiter certains cancers, les fibromes utérins ou encore le glaucome.
L'ouïe du chat est bien plus fine que celle des humains
Les chiens aussi entendent moins bien que les chats, avec une portée auditive allant jusqu'à 40 000 hertz. Les chats ont également une longueur d'avance sur nous en termes d'intensité des sons perçus.
La qualité sonore qui nous permet de distinguer les sons graves des sons aigus est la hauteur. Elle peut se définir par le nombre d'oscillations par seconde. Plus la fréquence est lente (ou basse) plus le son est grave. A l'inverse, plus elle est rapide (ou haute) plus le son est aigu.
L'acuité auditive humaine est le champ des fréquences perceptibles par l'oreille humaine ainsi que le seuil de leur perceptibilité.