Echolocation et sonagrammes

On ne voit généralement les chauves-souris que comme des ombres rapides à la tombée de la nuit. Comment alors les identifier pour pouvoir les étudier ? On va pouvoir utiliser une particularité bien à elles : leurs cris.

 

L’écholocation

Les chauves-souris utilisent leur ouïe pour se repérer la nuit ou au crépuscule. Cette capacité s’appelle l’écholocation. Ce système ressemble à celui d’un radar : les chauves-souris émettent des sons qui sont renvoyés par les objets qui les entourent sous forme d’un écho. A partir de cet écho qu’elles entendent, les chauves-souris peuvent créer une image mentale de leur environnement.

Les sons utilisés par les chauves-souris sont des ultra-sons, c'est-à-dire qu’ils sont trop aigus pour que l’oreille humaine les entende. L’écholocation suppose un système d’écoute très performant. Les chauves-souris ont d’ailleurs de très grandes oreilles proportionnellement à la taille de leur tête.

L’écholocation nécessite d’autre part la faculté d’émettre des ultrasons très puissants de manière très précise ce qui est très coûteux en énergie. En vol de chasse, les chauves-souris émettent des ultrasons de façon synchronisée avec leurs battements d’ailes ce qui permet d’économiser de l’énergie ; elles émettent donc à intervalle de temps régulier. Lorsqu’elles ont repéré un e, elles émettent plus rapidement et en direction de la proie, ce qui leur permet de le « voir » de façon plus précise. A l’inverse, lorsqu’elles parcourent un terrain connu, par exemple à la sortie de leur gîte, elles n’émettent pas à chaque battement d’ailes mais plutôt une fois tous les deux ou trois battements.

 

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Les cris sociaux des chauve-souris

Les ultrasons émis pour l’écholocation ne sont pas les seuls sons produits par les chauves-souris, elles émettent également des sons audibles mais extrêmement aigus qui leur servent à communiquer entre elles, on parle alors de cris sociaux.

 

Voir … un son inaudible

Le son est une onde qui se propage dans un fluide (l’air, l’eau…), c'est-à-dire une  vibration de ce fluide : les particules se rapprochent les unes des autres et s’éloignent successivement. Nos oreilles et celles des autres animaux sont capables de percevoir ces vibrations. La fréquence, exprimée en hertz (Hz) d’un son correspond à la vitesse à laquelle les particules du milieu se rapprochent et s’éloignent.

Compression (C) et dilatation (D) de l’air lors de la propagation d’un son. Lors de la compression les particules d’air se rapprochent les unes des autres et lors des dilatations, elles s’éloignent.
Compression (C) et dilatation (D) de l’air lors de la propagation d’un son. Lors de la compression les particules d’air se rapprochent les unes des autres et lors des dilatations, elles s’éloignent. © Laure TURCATI

L’oreille humaine est capable d’entendre des sons compris entre 16 Hz et 20 kHz, en dessous de 16Hz, les sons sont appelés des infrasons et au dessus de 20kHz ce sont des ultrasons. Les chauves-souris européennes émettent entre 10 et 110 kHz mais principalement au dessus de 18kHz ; leurs cris sont donc la plupart du temps inaudibles pour l’humain.

Il est possible « d’entendre » des cris de chauves-souris enregistrés en les passant au ralenti. En les ralentissant, c’est comme si la vibration était moins rapide, la fréquence du son diminue et devient audible !

On peut représenter visuellement un son sous forme d’un sonagramme qui est un graphique représentant la fréquence du son en fonction du temps. On peut également représenter l’intensité du son ; s’il est plus ou moins fort, par un dégradé de couleur ou de gris sur le sonagramme. En fonction de l’allure de ce sonagramme et de la fréquence des cris, il est possible de distinguer les es les unes des autres. Cependant il existe quelques espèces très proches qui sont difficiles à reconnaître, on peut alors plutôt les regrouper en groupe d’espèces.

Sonagramme de cris de Murin. Plus la couleur est claire plus l’intensité du son est élevée.
Sonagramme de cris de Murin. Plus la couleur est claire plus l’intensité du son est élevée. © Jean-François Julien

 

Quelques bases pour l’identification à partir des sonagrammes

Les chauves-souris produisent principalement trois types de signaux ultrasoniques :

  • les signaux modulés : le cri monte ou descend en fréquence de façon très rapide
  • les signaux constants : le cri garde quasiment la même fréquence sur toute sa longueur
  • les signaux modulés aplanis : le cri descend en fréquence rapidement puis garde une fréquence constante quelques millisecondes.
Principaux types de signaux émis par les chiroptères
Principaux types de signaux émis par les chiroptères © Laure Turcati


La forme du signal peut permettre de distinguer des groupes d’espèces de chauves-souris : les Rhinolophes produisent des signaux constants, les Pipistrelles et les Noctules des signaux modulés aplanis et les Murins des signaux modulés.

On peut distinguer les différentes es en se basant sur la fréquence ou la gamme de fréquences auxquels les cris sont émis. Pour les signaux modulés aplanis, la fréquence à laquelle le signal s’aplanit s’appelle la fréquence terminale et sert aussi à l’identification des espèces.