LES AVANCEES DE L'HOMME GRACE A LA DECOUVERTE DE L'ECHOLOCATION
JAHAN Sibylle
LE TROADEC Constance
MATTIO Inès
L'écholocation chez les dauphins
Le dauphin, aussi appelé odontocète, est un mammifère marin c'est-à-dire un cétacé. Il est reconnu pour son écholocation : c'est la plus précise de tous les animaux. Cette technique lui permet de se repérer et de voir dans son environnement. Lorsqu'il sonde, ou « regarde » avec son sonar, il émet des clics sonores ; ces sons ne doivent pas être confondus avec les sifflements qu'il émet pour la communication.
En nageant, le dauphin opère un mouvement de balayage avec la tête afin d'obtenir une image complète ou presque de sa cible, image que ses organes visuels confirment aussi. S'il veut obtenir davantage de détails encore, le dauphin bombardera alors sa cible à bout portant d'un faisceau de clics aussi fin et précis qu'un rayon laser. Celui-ci pénètre la matière et en estime la densité avec une incroyable précision : la nature d'un métal (zinc plutôt que cuivre) ou des variations de l'épaisseur d'un tube de l'ordre d'un millième de millimètre sont alors parfaitement perçues par cette échographie biologique.
On distingue deux types de fréquences différentes :
-
Les basses fréquences, dites BF : elles sont émises par sa bosse frontale (melon), sont jusqu'à 100kHz et permettent de localiser des objets éloignés.
-
Les hautes fréquences, dites HF : elles sont émises par la pointe du rostre, sont de plus de 100kHz, jusqu'à 250kHz et permettent de donner une image acoustique très précise des objets les plus proches.
Ce mammifère émet en direction d'un objet, d'un individu ou d'une masse quelconque en quelques millisecondes voir microsecondes. Son melon (composé de graisse) amplifie les ultrasons et fait naître le faisceau d'écholocation. Les ondes rebondissent alors sur l'obstacle rencontré puis sont captés par la mâchoire du dauphin. Le son transite de la partie mandibulaire à la partie auditive : l’oreille interne, située au fond de la machoire inférieure. Il est ensuite transmis au système nerveux central par le nerf auditif. Le cerveau les analyse et fournit au dauphin une image acoustique de l'objet rencontré. Ils cartographient ainsi leur environnement.
Une image acoustique est une sonorité évocatrice par la prononciation d'une syllabe, d'une lettre qui n'ont pas nécessairement de liens avec le mot mais créent, chez le spectateur ou le lecteur, des associations mentales parfois inconscientes. Dans le cas du dauphin, l'image acoustique correspond à la représentation de son environnement qu'il déduit en fonction des échos qu'il perçoit par écholocation.
http://dauphins.parcasterix.fr/acoustique-odontocetes
Sachant que les dauphins ne peuvent pas respirer sous l'eau, afin de conserver l'oxygène lors des apnées, il est primordiale que leurs émissions sonores ne se fassent qu'en circuit fermé, sans dégagement de bulles d'air. Ainsi, de part et d'autre du conduit nasal, qui s'ouvre sur l'évent, nous découvrons trois paires de sac aériens de formes et de tailles diverses.
Il y a séparation totale de la trachée et de l’œsophage grâce à un organe appelé « bec de canard». En effet, son évent se ferme par un clapet. Lorsqu’il va à la surface, il rétracte les muscles de l’évent, et permet ainsi son ouverture. Il expire l’air riche en dioxyde de carbone, et emmagasine dans ses poumons un volume d’air riche en dioxygène.
Il possède deux conduits nasaux aériens, parallèles. Sur chaque conduit, trois sacs sont fixés: un sac vestibulaire, un sac accessoire, et un sac prémaxillaire.
Dans cette même région nasale, il y a sur chaque conduit aérien, un complexe de bourses, qui possède des « lèvres phoniques » : l’une d’elles est appelée « museau de singe ». Ce sont des petites projections dans le passage nasal, et leurs parois contiennent des corps gras, recouverts de tissu conjonctif, tissu de cellules non jointes les unes aux autres. Ces deux bourses peuvent opérer simultanément, ou indépendamment.
Les sacs vestibulaires, accessoires et prémaxillaires, permettent la navette de l’air dans ces conduits aériens, car ils jouent le rôle de valves ; et puisqu’il s’agit d’un mécanisme non automatique, le dauphin contrôle musculairement le débit d’air envoyé par ces trois paires de sacs aériens.L’air passe au travers des lèvres phoniques, ainsi les impacts d’une lèvre sur l’autre créent de courtes impulsions de son, les clics d’écholocation.
Les trains de clics sont donc la résultante de l’envoi d’air d’une cavité à l’autre.
http://dauphins.parcasterix.fr/acoustique-odontocetes
Une partie des ondes produites est réfléchie par la paroi osseuse frontale du crâne vers le melon. Les ondes sonores créées se propagent alors dans toutes les directions.
Cette écholocalisation leur sert en grande partie pour se nourrir c'est-à-dire pour chasser.
Lors d'une chasse de nuit, une fois que le dauphin a repéré une proie, il resserre le rayon de son bio-sonar et le dédouble en deux faisceaux. Son écholocation est alors plus précise et mieux ciblée. Il lui est alors presque impossible de rater sa proie.
La découverte du fait que les dauphins utilisent deux faisceaux différents lors de l’écholocalisation a permis à l'Homme de perfectionné son SONAR. En effet, nous ne connaissions que les grandes lignes de ce système sonore utilisant les ultrasons, mais Josefin Starkhammar, médecin et titulaire d’une maitrise en génie physique, a analysé les résultats de plusieurs études sur ce sujet et en est venu à cette conclusion. Cependant, il existe une part d'incertitudes dans ses recherches et il se pourrait que cette découverte ne soit en fait que la partie émmergée de l'iceberg.
Page précédente: Introduction du dauphin
Page suivante: Introduction machines