Peut-on “voir” par les oreilles? Alberto Buzzi et Martin Riehl 1S L’écholocalisation Peut-on “voir” par les oreilles? TPE- Session 2013-2014

PEUT-ON « VOIR » PAR LES OREILLES ? L’UTILITE DE L’ECHOLOCALISATION INTRODUCTION LES ONDES SONORES CONCLUSION PEUT-ON « VOIR » PAR LES OREILLES ? Voir = Localiser  Echolocalisation L’écholocalisation est un moyen de localiser quelque chose ou quelqu’un à partir de son écho et donc de l’onde sonore. Usage de l’écholocalisation chez différents êtres vivants Dans quelle mesure les oreilles peuvent-elles guider l’être humain?

A/ Qu’est ce qu’une onde? L’UTILITE DE L’ECHOLOCALISATION INTRODUCTION LES ONDES SONORES CONCLUSION A/ Qu’est ce qu’une onde? Une onde est la propagation périodique d’une perturbation produisant sur son passage une variation des propriétés physiques du milieu. L’onde est renvoyée par l’obstacle qu’elle rencontre. Expérience sur l’écho: Vitesse de propagation d’une onde sonore dans l’air ambiant : 340m/s A 7 mètres: t = 7x2/340 = 0,0412s A 10 mètres: t = 10x2/340 = 0,0588s A 15 mètres: t = 15x2/340 = 0,0882s Les caractéristiques d’une onde: - Longueur d’onde λ - Fréquence ν - Amplitude A - Période T

B/ Fréquences et longueurs d’onde L’UTILITE DE L’ECHOLOCALISATION INTRODUCTION LES ONDES SONORES CONCLUSION B/ Fréquences et longueurs d’onde Fréquence = nombre de périodes par seconde ou inverse de la période Longueur d’onde= distance parcourue par une onde dans une période Donc: f = 1/T λ = ν x T Fréquences audibles par l’homme: 20 Hz à 20.000 Hz λ = ν / f

C/ Milieux de propagation L’UTILITE DE L’ECHOLOCALISATION INTRODUCTION LES ONDES SONORES CONCLUSION C/ Milieux de propagation Besoin d’un milieu matériel : Pas de propagation dans le vide Incidence du milieu sur la vitesse de propagation Densité : Hausse de la densité  Hausse de la vitesse Célérité Solide > Célérité Liquide > Célérité Gazeux Température : Hausse de la température  Hausse de la vitesse Milieux compressibles / Milieux non compressibles

A/ Le fonctionnement de l’oreille L’UTILITE DE L’ECHOLOCALISATION INTRODUCTION LES ONDES SONORES CONCLUSION A/ Le fonctionnement de l’oreille L’oreille est composée de trois parties avec des fonctions bien précises: l’oreille externe - l’oreille moyenne - l’oreille interne Le son: conduit auditif externe  vibration tympan  vibration osselets  oscillation des cils de la cochlée  création d’un signal nerveux  nerf cochléaire qui transmet le signal au cerveau  cerveau décode l’information du signal nerveux  on entend le son.

Expérience sur l’oreille: L’UTILITE DE L’ECHOLOCALISATION INTRODUCTION LES ONDES SONORES CONCLUSION Expérience sur l’oreille: À 3 mètres devant le squelette et 2 mètres sur sa droite: 3,6/340=0,0105s 3,7/340=0,0110s Constat: le son est capté plus rapidement par l’oreille la plus proche mais aussi avec une intensité plus forte. Grâce à cette expérience, on a pu confirmé que l’oreille peut effectivement donner une idée de la direction et de la distance d’un son.

B/ L’utilité de l’écholocalisation dans la vie courante L’UTILITE DE L’ECHOLOCALISATION INTRODUCTION LES ONDES SONORES CONCLUSION B/ L’utilité de l’écholocalisation dans la vie courante En créant activement des sons les êtres humains peuvent interpréter les ondes sonores réfléchies sur un obstacle ce qui leur permet d’identifier son emplacement et sa taille. L’écholocalisation est utilisée par les humains voyants dans plusieurs situations: - lorsqu’une personne nous appelle - dans des situations d’urgence -dans le noir La personne non voyante active les aires correspondant à la vision

Expérience sur la localisation à partir d’un son: L’UTILITE DE L’ECHOLOCALISATION INTRODUCTION LES ONDES SONORES CONCLUSION Expérience sur la localisation à partir d’un son: Grâce à cette expérience on a remarqué que l’homme a des capacité à localiser les sons dans l’espace. Plus ou moins développé selon les individus. Plus précis devant que derrière nous  forme de l’oreille Alberto Martin Ruben Luigi Tentative 1 28° 7° 5° 42° Tentative 2 8° 2° 20° 63°* Tentative 3 19° 11° 10°** Tentative 4 10° 4° \ Tentative 5 3° 6° Martin Alberto Tentative 1 14° 25° Tentative 2 17° 15° Tentative 3 27° 12° Tentative 4 11° 7° Tentative 5 9° 23°

C/Les applications technologiques L’UTILITE DE L’ECHOLOCALISATION INTRODUCTION LES ONDES SONORES CONCLUSION C/Les applications technologiques L’écholocalisation est également utilisée par l’homme dans le domaine technologique avec par exemple le sonar. C’est un appareil qui utilise les caractéristiques de la célérité de l’eau afin de détecter ou encore de localiser des objets sous l’eau en recevant des ultrasons. 2 types de sonar: - sonar actif (émet un son et écoute son écho) sonar passif (écoute seulement les bruits extérieur) Le radar: développement pour milieu terrestre et aérien ondes électromagnétiques

L’oreille est effectivement un organe qui aide à la localisation. L’UTILITE DE L’ECHOLOCALISATION INTRODUCTION LES ONDES SONORES CONCLUSION L’oreille est effectivement un organe qui aide à la localisation. L’oreille peut localiser un son mais la précision peut varier assez fortement d’un individu à l’autre. L’oreille peut donc aider à nous guider  mais de façon imparfaite. Les non voyants qui ont développé particulièrement leur ouïe réussissent à se déplacer rien que par l’écholocalisation. En quoi l’oreille ne serait pas, dans certaines situations, plus efficace que l’œil pour l’Homme?