Écholocation des dauphins - Définition

Introduction

L’écholocation des dauphins est la capacité des dauphins à repérer et situer les aspects importants de leur environnement, particulièrement leurs congénères ou les proies. Sur le principe du sonar actif, elle se base sur la propagation des ondes acoustiques dans l’eau.

Origines

L’utilisation du sonar par les dauphins, bien plus ancienne et sophistiquée que son utilisation humaine, n’est pas un hasard. Bien avant les développements industriels du XX^e siècle, les contraintes du milieu aquatique ont poussé les mammifères marins à se servir de méthodes de localisation particulièrement efficaces sous l’eau.

En effet, même s’il est possible d’utiliser la vue à faible profondeur (quelques mètres) en journée, l’absence de luminosité (turbidité, profondeur, mauvais éclairement extérieur) rend très vite ce sens inefficace. À l’opposé, le sonar reste toujours opérationnel et permet de repérer les proies ou obstacles à des grandes distances (plusieurs centaines de mètres en basses fréquences). De plus, les ondes acoustiques ne se propagent pas seulement dans l’eau : elles peuvent également traverser des matériaux plus denses, offrant ainsi la possibilité de trouver des poissons cachés sous le sable ou dans les algues. Enfin, le sonar permet aussi d’attaquer les proies à distance par génération d’une forte impulsion acoustique qui les désoriente ou même les assomme.

Écholocation et langage

Fichier audio
Dauphins et baleines du Venezuela (info) Des problèmes pour écouter le fichier ?

On peut séparer les ondes acoustiques émises par les dauphins en deux grands groupes : les sifflements, utilisés pour communiquer, et les clics servant à l’écholocation. Le langage des dauphins est mal connu et semble complexe. Tout au plus peut on dire qu’il présente de grandes variations en fonction du groupe de dauphins étudié et des individus. Les sifflements sont bien localisés en fréquence et se situent plutôt dans les basses fréquences (< 25 kHz).

L’utilisation des clics est mieux comprise. Ce sont des signaux très brefs (quelques dizaines de microsecondes) et donc répartis sur une large bande spectrale (la largeur de bande à 3 dB est typiquement d’une cinquantaine de kHz). Utilisés pour l’écholocation, ils sont généralement émis par groupes (trains de clics) ; ils peuvent également être émis seuls pour communiquer.

Plus le dauphin se rapproche de sa proie, plus le train de clics est rapide ; la résolution maximale que peut traiter le cerveau du dauphin est de 600 clics/s.

Représentation temporelle d'un clic

Représentation fréquentielle d'un clic

Interactions avec l’être humain

Utilisation des dauphins

Mine sous-marine

Les sonars des dauphins sont aujourd’hui exploités par les hommes, notamment pour la chasse aux mines sous-marines. Ceci est un sujet à controverse, car on utilise les dauphins dans un but militaire. Cependant, il est argumenté que le dauphin détecte si bien les mines qu’il ne peut rien lui arriver. La détection est très difficile avec des sonars industriels, elle repose sur du traitement d’image, alors que la détection par les dauphins est beaucoup plus efficace, car ils peuvent déterminer la composition des matériaux composant les cibles. Les cibles métalliques réfléchissant plus que d’autres. Cela a été très utilisé en Irak, et a permis aux américains d’ouvrir le golfe au marché international une semaine après la fin du conflit.

Filets de pêche

Bien que performant, le sonar ne leur permet pas de détecter les filets de pêche (300 000 décès/an). C’est pour cela qu’ont été développés des cibles en plastiques, structures à forte réflectivité, qui permet aux dauphins de les éviter.

Dangers

Le principal danger dû à l’activité humaine, lié au sonar des dauphins, provient des sonars militaires à basses fréquences (notamment ceux de la marine américaine). La réception de signaux acoustiques de forte puissance entraîne essentiellement deux conséquences : d’une part des dommages de l’appareil auditif, et d’autre part des troubles de décompression dus à une remontée trop rapide du dauphin qui cherche à échapper à l’impulsion sonore.

On peut noter une autre source de nuisance sonore qui est celle des grands parcs éoliens offshore, dont les vibrations mécaniques se transmettent au fond marin puis à l’eau elle-même, générant un bruit basse fréquence de forte amplitude.

Il est difficile de trouver des études sérieuses sur le sujet ; néanmoins, il semble que la physiologie du dauphin commun est assez peu sensible à ces menaces, le problème pouvant en revanche venir de la perturbation des communications entre individus.