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L’écholocation chez les chauves-souris


L'écholocation, ou écholocalisation, se définit comme la façon dont certains animaux tels que les chauves-souris ou les baleines perçoivent leur environnement en utilisant le principe du sonar. 

 

Les sons sont des vibrations qui se déplacent dans l’air comme des vagues sur l’eau. Plus ces vibrations sont rapides, plus les sons sont aigus. La fréquence, qui s’exprime en hertz (Hz), correspond au nombre de vibrations qui se propagent dans l’air en une seconde 

 

1- Le principe de l’écholocation 

L’écholocation chez les chauves-souris se base sur l’émission d’ultrasons. Les ultrasons sont des ondes sonores de fréquences très élevées. Ils sont si aigus qu’ils sont (quasi) inaudibles pour l’oreille humaine, ce qui est plutôt une bonne chose : nos nuits d’été seraient infernales si ce n’était pas le cas  

 

Les chauves-souris produisent les ultrasons grâce à leurs cordes vocales. Elles les émettent soit par la bouche ouverte, soit, pour certaines espèces comme les Rhinolophes et les Oreillards, par le nez, ce qui explique la physionomie un peu particulière de leur appendice nasal. 

 

Une fois produits, les ultrasons se propagent dans l’environnement et rebondissent sur chaque obstacle rencontré, revenant par réflexion vers la chauve-souris qui les a émis. Cet écho l’informe d’une foule de détails sur son environnement et sa proie : taille, vitesse, direction, distance…  

                       
                

L’utilisation de hautes fréquences permet une grande précision au niveau des détails et la localisation de petites proies mais la portée du signal est courte. Une fréquence plus basse est moins précise mais porte plus loin. 

 

Au cours de l’évolution des différentes espèces de chauves-souris, la sélection naturelle a privilégié un peu plus la précision ou la portée, notamment en fonction du milieu de vie. 

 

Mais l’utilisation d’un tel principe est très couteux en énergie, la chauve-souris a donc développé des astuces pour s’économiser. Elle peut synchroniser son cri avec ses battements d’ailes, varier le rythme et la répétition selon les besoins ou encore voler à l’aveugle dans les endroits qui lui sont familiers, comme la grotte ou le grenier où elle passe l’hiver. 

 

2- À chaque chauve-souris son sonar 

Certaines chauves-souris, les Rhinolophes par exemple, émettent leurs cris toujours à la même fréquence (fréquence constante), ce qui leur permet d’avoir une bonne estimation de l’identité

et de la vitesse des proies mais pas de la distance des objets et de leurs détails. 

 

À l’inverse, les cris des Myotis balayent un large champ de fréquences (fréquence modulée), elles peuvent donc mieux estimer les distances mais moins bien la vitesse du vol.  

 

Mais beaucoup, comme les Pipistrelles, les Sérotines…, font un « mix » entre la fréquence constante et la fréquence modulée, en privilégiant l’une ou l’autre selon la précision des informations dont elles ont besoin et le milieu dans lequel elles évoluent. 

 

Une partie de chasse chez les chauves-souris est un véritable concert de rythme. En phase de recherche, les signaux sont émis à un rythme assez faible et servent à l’orientation et à la localisation des obstacles et des proies. Dès qu’une proie est détectée, le rythme s’accélère nettement. En phase d’attaque finale, le rythme des cris est si rapide qu’il peut atteindre une quarantaine d’impulsions par seconde. Mais une fois la proie attrapée, les cris cessent. 

 

Quelques adaptations : 

- Quand plusieurs chauves-souris chassent au même endroit, elles cherchent chacune une fréquence propre et ne sont réceptives qu’à leur propre écho.

- Un vol rapide en altitude nécessite de « voir » loin, ce qui implique des ondes inférieures à 50kHz. 

- Pour une chasse en forêt avec de nombreux obstacles, les cris seront courts et émis à un rythme élevé pour éviter que celui-ci ne se confonde avec l’écho et pour obtenir des informations régulières.

 

Les insectes contre-attaquent ! 

Les chauves-souris ne sont pas les seules à entendre les ultrasons, c’est le cas notamment des chrysopes et de certaines familles de papillons de nuit. Ces proies potentielles ont donc développé des stratégies pour échapper aux dames de la nuit : soit elles fuient, soit elles adoptent un vol irrégulier, soit encore elles brouillent le sonar de leur prédatrice en envoyant à leur tour des ultrasons.  

 

D’autres ont changé leur habitude de vie en volant plus tôt dans l’année ou en devenant carrément diurne !

 

3- Écouter les chauves-souris 

Les ultrasons émis par les chauves-souris sont inaudibles pour l’oreille humaine. Mais il existe des appareils qui transforment ces hautes fréquences en sons audibles pour nous : ce sont les détecteurs d’ultrason.  

 

Le plus fréquent est le détecteur hétérodyne (de type « Batbox »). Il capte les ultrasons par un micro et les transforme électroniquement en sons que nous pouvons entendre via un haut-parleur intégré.  

L’utilisateur doit préalablement sélectionner une bande de fréquence, ce qui limite l’identification, mais l’appareil a l’avantage d’être peu coûteux, de transformer le son en temps réel et de permettre d’identifier immédiatement certaines espèces avec un peu d’entraînement et une bonne oreille. 

 

Contrairement à une idée reçue, ce n’est pas la chauve-souris qui a conduit à l’invention du sonar, mais bien le sonar qui a permis de comprendre comment les chauves-souris s’y prenaient pour se déplacer sans aucun problème dans l’obscurité.  

 

Si aux XVIII et XIXe siècles, on avait compris que l’ouïe, et non la vue, était l’élément-clé, on était encore loin de pouvoir expliquer cette faculté étrange de pouvoir juger les formes sans les voir !  

 

Il faudra attendre 1939 – et l’invention d’un système d’écholocation servant au repérage des sous-marins ennemis – pour que des chercheurs américains puissent capter des fréquences inaudibles pour l’homme et confirmer les soupçons des premiers naturalistes: les chauves-souris utilisent les ultrasons dans leurs déplacements.  

 

Les détecteurs portables feront leur apparition sur le terrain quelques années plus tard et révolutionneront nos connaissances sur ces mammifères.

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-- Sensations ! la vue, l’ouïe, le goût, l’odorat et le toucher.  

-- Sensations ! la température, l’électricité et le magnétisme chez les animaux (y compris "Le Sensashow", atelier éducatif complémentaire à l'exposition). 

-- Le Faucon Pèlerin


 

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site officiel du musée des sciences naturelles à bruxelles.

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