Voir avec la voix : le pouvoir de l’écholocalisation

Découvrez une faculté sensorielle hors du commun chez les animaux : l’écholocalisation !

Comment se repérer dans l’obscurité, chasser de minuscules insectes ou encore identifier des proies dans les eaux profondes de l’océan ? Les animaux ont dû adapter leurs sens à leur mode de vie et aux spécificités de leur environnement. C’est notamment le cas des animaux nocturnes ou marins pour lesquels l’audition occupe une place centrale et est utilisée de façon plus active que chez les humains.

Qu’est-ce que l’écholocalisation ?

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.

Les ondes sonores se propagent et lorsqu’elles rencontrent un obstacle, elles « rebondissent », c’est à dire qu’elles reviennent en écho à l’émetteur. Ce mécanisme de réflexion sonore leur permet de cartographier avec précision leur environnement.

Chauve-souris sérotine (Eptesicus serotinus) - Émission des ultrasons par la chauve-souris, puis retour des ondes sonores par effet d'écho © MNHN - Sophie Fernandez

Schéma illustré du principe d’écholocation chez la chauve-souris

© MNHN - Sophie Fernandez

Parmi les animaux qui ont recours à l’écholocation on peut citer la chauve-souris, la musaraigne, le Tarsier des Philippines (plus petit primate du monde), de nombreux rongeurs tels que les rats et les souris domestiques, certains oiseaux, ou encore quelques cétacés comme le dauphin ou le cachalot.

De nombreux animaux émettent des ultrasons, des sons très aigus qui sont imperceptibles à l’oreille humaine. La fréquence varie selon les espèces.

Ces sons leur servent à la fois à se repérer, à se nourrir et aussi, chez les mammifères marins, à communiquer au sein d’une même espèce.

Illustration d'une chauve souris en vol.

Pipistrelle commune

© C. Dégardin

L’écholocalisation : un 6e sens pour les noctambules ?

L’écholocalisation est une pratique courante chez de nombreux petits animaux adaptés à la vie nocturne. Cette faculté leur permet en effet de s’orienter dans l’obscurité mais aussi, grâce aux ultrasons, de détecter les proies et en particulier les plus minuscules comme les insectes.

C’est le cas de la chauve-souris qui, se déplaçant la nuit à la recherche de nourriture, peut avoir recours à l’écholocalisation.

« Les chauves-souris envoient quelque chose, écoutent et analysent la réponse. Elles émettent un ultrason et en reçoivent l’écho qui leur permet tout à la fois de calculer les distances, de s’orienter, d’éviter les obstacles, de localiser les proies et de définir s’il s’agit de quelque chose de comestible ou non, le tout en quelques secondes. C’est prodigieux ! »

Jean-François Julien, chiroptérologue au Muséum national d’Histoire naturelle

Les chauves-souris ont un larynx et des cordes vocales pour émettre les sons et, pour la réception, une oreille qui reprend globalement l’organisation de nos oreilles humaines — et la plupart des oreilles des mammifères. 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.

Contrairement aux idées reçues, les chauves-souris ne sont pas aveugles. Par exemple, les espèces insectivores ont une sensibilité très élevée en basse lumière - 10 fois supérieure au chat ! - mais une définition faible et peu ou pas de vision colorée.

On retrouve aussi ce principe chez la musaraigne qui, en plus d’un odorat très développé, peut avoir recours aux ultrasons en phase d’exploration.

Musaraigne musette (Crocidura russula). Espèce présente en France métropolitaine - Zoothèque du Muséum national d’Histoire naturelle

© MNHN - A. Iatzoura

Brouiller les pistes

Inaudibles pour certains prédateurs comme les oiseaux, ces ondes sonores peuvent aussi être un moyen de se mouvoir en toute discrétion. Mais elles peuvent tout aussi bien être utilisées pour se défendre : certains insectes comme les papillons ont aussi la capacité d’émettre des ultrasons qui peuvent brouiller l’onde sonore émise par le prédateur.

Cétacés dans l'océan.

Visuel de l'exposition Incroyables cétacés !

© MNHN

L’écholocalisation : le sonar de la nature ?

L’écholocalisation est aussi un procédé utilisé par certains cétacés, en particulier les odontocètes (cétacés à dents tels que les bélugas, cachalots, orques, dauphins). Comme chez les autres animaux terrestres, le cétacé émet une onde acoustique qui se propage jusqu'à une cible qui la réfléchit (poissons, calmars ou fond marin…). L'animal en tire des informations sur la forme et la distance de cette cible.

Les cétacés utilisent des clics, signaux brefs, répétitifs (on parle de train de clics) dont le rythme augmente lorsque l’animal s’approche de sa cible.

Bien repéré chez les odontocètes, ces sons existent peut-être aussi chez les mysticètes. Des chercheurs ont pu par exemple enregistrer des clics émis par des baleines à bosse durant leur chasse.

Est-ce que les humains utilisent l’écholocalisation ?

À un niveau plus ou moins développé, les humains peuvent utiliser l’écholocalisation. Les aveugles ont plus facilement recours au son pour se repérer dans l’espace, par exemple grâce à l’écho produit en tapant avec leur canne ou leur pied.

Biomimétisme ?

Les instruments comme les sonars, appareil de détection sous-marine qui utilise les ondes sonores pour repérer des objets immergés, ou l’échographie, utilisent le principe de l’écholocalisation. Il est aussi à l’étude sur des objets du quotidien innovants comme des cannes ou des guidons de bicyclette.

Comment a été découvert le procédé d’écholocalisation ?

On peut remonter à la fin du XVIIIe siècle et aux résultats des travaux du naturaliste italien Lazzaro Spallanzani sur les chauves-souris qui démontrent déjà cette faculté. En faisant l’expérience de couper la vue aux chauves-souris, il constate en effet qu’elles continuent à se déplacer facilement.

Par la suite plusieurs expériences ont été menées, notamment sur des dauphins en captivité. Lors d'une expérience scientifique, en 1960, des dauphins aux yeux masqués, sont arrivés, grâce aux sons qu'ils émettent, à nager sans toucher les tuyaux disposés verticalement dans leur bassin.

 

Aller plus loin

Catalogue de l'exposition « L’Odyssée sensorielle. Retours d’exploration »

L'Odyssée sensorielle. Retours d'exploration.

Récit de Jean-François Julien « Sur la piste de l’écholocalisation »

Propos recueillis et rédigés par Nathalie Meyer-Sablé.

  • Éditions du Muséum national d’Histoire naturelle • 16 x 22,5 cm • 216 pages • broché • 25 €
Trois chauves-souris accrochées sous une branche.

Rousettus obliviosus (Comores) - Zoothèque du Muséum national d'Histoire naturelle

© MNHN - A. Iatzoura
Chauve-souris en vol au dessus d'une forêt.

Roussette de LIvingstone (Pteropus livingstonii) à Mohélie (Comores) - Espèce endémique, en danger critique d'extinction

© MNHN - A. Iatzoura
Chauve-souris en vol dans le ciel.

Roussette comune (Pteropus seychellensis comorensis) à Mohéli (Comores)

© MNHN - A. Iatzoura

Dossier rédigé en février 2022. Remerciements à Jean-François Julien, chiroptérologue au Muséum national d’Histoire naturelle, pour ses contributions et sa relecture.

    Découvrez Nos dossiers

    Photo d'un crâne de Sarcosuchus imperator
    Que retenir des grandes crises du vivant ?
    Escargot marin plat, à la coquille en spirale rayée, blanche et brune.
    La Terre abrite une biodiversité foisonnante dont la majeure partie reste à découvrir.
    Photo montrant des arbres dans une forêt tropicale
    En lien avec l’exposition « L’Odyssée sensorielle », découvrez sans plus attendre dix anecdotes sur des espèces qui peuplent notre planète !