Le son se propage dans l'air et dans l'eau sous forme d'ondes qui rebondissent sur les objets rencontrés sur leur chemin. En possédant la technologie et les connaissances nécessaires, ces ondes qui se répercutent peuvent fournir une grande quantité d’information à propos de l’objet rencontré, telle que la distance entre cet objet et le point de départ des ondes, la taille de l’objet, la direction et la vitesse de son déplacement.
Cette technique de repérage des objets à travers des sons et des ondes fut développée au 20ème siècle à des fins militaires. Aujourd'hui elle est également utilisée pour localiser les navires échoués et pour cartographier le fond des océans. Cependant, il y a des millions d’années de cela, bien avant que l’homme ne découvre cette technologie, les créatures vivantes utilisaient les ondes sonores qu’elles émettaient afin de survivre.
Les dauphins, les chauves-souris, les papillons de nuit possèdent tous ce système, connu sous le nom de sonar. De plus, leur système est beaucoup plus sensible et fonctionnel que ceux utilisés par l'homme de nos jours.
Le sonar de la chauve-souris est bien
plus efficace que la technologie humaine
Le Département de la Défense des Etats-Unis a essayé d'utiliser les principes du sonar de la chauve-souris dans son propre système pour localiser les sous-marins. Selon un rapport de Science, l’un des magazines américains les plus réputés, le Département de la Défense a alloué un budget spécial pour ce projet.
On sait depuis longtemps que les chauves-souris utilisent un système de sonar pour se repérer dans le noir. Récemment, les chercheurs ont découvert de nouvelles données sur leur façon de procéder. D’après leurs recherches, la grande chauve-souris brune, Eptesicus fuscus, peut émettre deux millions d'échos simultanés par seconde. En outre, elle peut percevoir les échos à une résolution de seulement 0,3 millimètre. D’après ces chiffres, le sonar de la chauve-souris est trois fois plus sensible que les sonars fabriqués par l’homme.50
Les capacités d'orientation de la chauve-souris sont d'une grande aide pour apprendre comment voler dans l’obscurité. Les recherches entreprises avec l’aide de cameras infrarouges et de détecteurs ultrasons ont apporté de nombreuses informations sur la manière dont les chauves-souris volent à la recherche d'une proie dans la nuit.
Les chauves-souris peuvent attraper un insecte en plein vol alors que ce dernier est tout juste en train de sortir de l'herbe. Certaines chauves-souris plongent dans les buissons pour capturer leurs proies. Il n’est pas aisé de se saisir d’un insecte en utilisant uniquement les ondes sonores, mais en tenant compte du fait que l'insecte se trouve dans les buissons, et que les ondes sonores se répercutent sur les feuilles environnantes, on comprend alors la formidable tâche accomplie par la chauve-souris.
Dans une telle situation, les chauves-souris réduisent l'intensité des sons émis par leur sonar pour éviter de les confondre avec les échos émis par la végétation environnante. Mais cette technique n’est pas suffisante pour permettre aux chauves-souris de percevoir chaque objet séparément, elles ont besoin de distinguer le temps d’arrivée et la direction de l’écho qui se répercute.51
Les chauves-souris utilisent leur sonar quand elles survolent les points d'eau, pour boire et capturer des proies sur le sol. Leur facilité à se mouvoir se remarque en particulier lorsque deux chauves-souris se pourchassent. Comprendre leur manière de procéder va permettre de produire de nombreuses technologies, en particulier des équipements de navigation et de détection. En outre, la technique de dragage des mines s’inspire du système de sonar utilisé par les chauves-souris.52
Comme nous venons de le voir, les propriétés des créatures vivantes sont profitables à de nombreux points de vue. Dans ce verset, Allah attire notre attention sur l'utilisation des animaux :
Vous avez certes dans les bestiaux, un sujet de méditation : Nous vous donnons à boire de ce qu'ils ont dans le ventre, et vous y trouvez également maintes utilités… (Sourate al-Muminune, 21)
Les ondes sonores du dauphin et la technique du sonar
A partir d'un organe spécial appelé melon et situé dans la tête du dauphin, ce dernier peut produire jusqu'à 1.200 clappements par seconde. Le seul fait de bouger la tête lui permet d’envoyer les ondes dans la direction souhaitée. Quand les ondes sonores rencontrent un objet, elles se répercutent sur celui-ci avant de revenir vers le dauphin. L’écho émit par l'objet passe à travers la mâchoire inférieure du dauphin puis par son oreille interne avant d'arriver jusqu'au cerveau. Grâce à la vitesse impressionnante à laquelle sont interprétées ces données, le dauphin obtient des informations très précises. Les échos permettent aux dauphins de déterminer la direction du mouvement de l’objet, sa vitesse ainsi que sa taille.
Le sonar du dauphin est si sensible qu'il peut identifier un seul poisson parmi tout un banc.54 Il peut également faire la distinction entre deux pièces de métal à trois kilomètres de distance et dans l’obscurité.55
De nos jours, l’instrument connu sous le nom de SONAR56 est utilisé par les navires et les sous-marins pour identifier les cibles et leur itinéraire. Le sonar fonctionne exactement de la même manière que celui utilisé par le dauphin.
A l’Université de Yale, un robot a été conçu dans le but d’explorer de nouveaux environnements. Un professeur en génie électrique, Roman Kuc, a équipé le robot d’un sonar identique à celui utilisé par les dauphins. Le professeur Kuc qui a passé 10 ans à travailler sur les capteurs ultrasons et la recherche en robotique a admis que "Nous avons décidé d'observer plus précisément comment était utilisée l’écholocation dans la nature et voir si nous passions à côté de quelque chose."57
Imaginez qu'on vous dise que sous l'eau, les ondes sonores se propagent à une vitesse de 1.500 mètres par seconde. Ensuite imaginez qu'on vous demande de faire le calcul suivant : Si un sous-marin envoie des ondes sonores qui reviennent en quatre seconde, à quelle distance se situe l'objet sur lequel les ondes se sont répercutées ?
Vous obtiendriez le résultat suivant : trois kilomètres de distance. Les dauphins sont également capables d'effectuer facilement des calculs similaires, et cela sans connaître la vitesse à laquelle les ondes qu'ils émettent se propagent ni savoir comment multiplier ou diviser. Ils ne possèdent aucune de ces facultés ; les animaux ne font qu'exécuter les ordres d’Allah.
Le sonar permet d’aider les déficients visuels
Tandis que la recherche progresse, nous découvrons que les créatures vivantes possèdent des facultés étonnantes qui nous offrent des solutions au quotidien, depuis notre lieu de travail jusque dans nos hôpitaux. Darcy Winslow, Directeur Général des Affaires Environnementales de Nike, s’exprime en ces termes :
L’étendue des solutions technologiques que nous utilisons pour notre production et qui proviennent du milieu naturel est infinie. La biomimétique a encore besoin d’être innovée, développée et étendue, mais en pensant comme un biologiste ou en travaillant à ses côtés, nous pouvons apprendre à nous poser des questions différentes et à trouver dans le milieu naturel l'inspiration et les solutions dont nous avons besoin.58
De nombreuses entreprises suivent aujourd’hui la stratégie mise au point par Winslow. Il est désormais possible de voir un ingénieur en électronique ou en mécanique travailler en collaboration avec des biologistes.
Des ingénieurs qui se sont inspirés du sonar de la chauve-souris ont déjà réalisé un dispositif de sonar qui se fixe sur une paire de lunettes. Après une période d’adaptation aux lunettes, les personnes atteintes de déficience visuelle sont désormais capables d'éviter des obstacles voire même de faire du vélo. Cependant le dispositif inventé par ces ingénieurs ne remplacera jamais la vision humaine et ne sera jamais aussi fonctionnel que celui dont dispose la chauve-souris.
Il est évidemment impossible que des caractéristiques si remarquables, difficiles à imiter même pour les experts, soient apparues par hasard. N'oublions pas que les "caractéristiques" évoquées ici sont en réalité des systèmes complexes reliés les uns aux autres. L’absence ou la défaillance d’un seul composant entraînerait l'arrêt de l’ensemble du système. Par exemple, si les chauves-souris envoyaient des ondes dont elles ne pouvaient pas interpréter l'écho elles perdraient alors leur mécanisme de localisation.
En littérature scientifique, la structure parfaite des créations naturelles est évoquée sous le nom de "complexité irréductible". En d’autres termes, certaines créations deviennent absolument sans intérêt lorsqu'elles sont réduites à une forme simple. La complexité irréductible des organismes ébranle l'idée fondamentale défendue par la théorie de l'évolution selon laquelle les organismes progressent d'une forme simple vers une forme plus complexe. Si un système n'a pas d’objectif particulier avant d’atteindre sa forme définitive, il n’a pas de raison valable pour perdurer pendant des millions d’années en se complexifiant et en s’améliorant. Une espèce ne peut survivre de génération en génération que si tous ses composants sont présents dès le départ. Aucun composant d’un organisme ne peut espérer exister en se complétant au fil du temps. Cela montre de façon évidente que dès leur apparition sur terre, les créatures vivantes possédaient déjà toutes leurs facultés aussi complètes et abouties comme elles le sont aujourd'hui.
Allah a apporté les animaux et d’autres créatures vivantes par Sa création comme le dit le verset suivant :
Et les bestiaux, Il les a créés pour vous ; vous en retirez des [vêtements] chauds ainsi que d'autres profits… (Sourate an-Nahl, 5)
La structure exceptionnelle de la chauve-souris nous montre
la méthode à suivre pour que nos routes soient plus sûres
Les chercheurs de l'Université d'Edimbourg ont développé un robot qui utilise ses oreilles sensibles pour se repérer grâce à l'écho comme une chauve-souris. Jose Carmena, du service informatique de l'université, ainsi que ses collègues ont appelé leur invention "RoBat" qui fut équipé d'une source sonore centrale, ayant les mêmes fonctions que la bouche de la chauve-souris, et de deux récepteurs fixés à la même distance que celle qui sépare les oreilles d'une chauve-souris.
Afin d'utiliser le système des échos de la manière la plus efficace, l'équipe a pris en compte d'autres caractéristiques spécifiques de la chauve-souris lors de la création du RoBat. Les chauves-souris font bouger leurs oreilles afin de détecter les interférences dans les échos, elles peuvent ainsi éviter les obstacles qui se présentent devant elles, naviguer et chasser leurs proies. Comme les chauves-souris, le RoBat fut également équipé de capteurs sonores ultrasensibles pour rendre le mécanisme aussi parfait que possible.
Grâce à de tels capteurs inspirés par la nature, nous espérons qu'un jour nos routes seront plus sûres.
En effet, des constructeurs automobiles comme Mercedes et BMW utilisent déjà les capteurs ultrasons pour aider les conducteurs à faire marche arrière. Grâce à eux, le conducteur est informé de la distance qui le sépare d'un obstacle situé derrière lui.59
Le détecteur d’un poisson contre la pollution
Le poisson-éléphant, un poisson d'Afrique de l'Ouest du nom de Gnathonemus petersii vit dans les eaux boueuses du Niger à une température de 27°C. Ce poisson long de 10 cm utilise très peu sa vision dans ces eaux boueuses. Il se repère grâce à des signaux électriques émis par les muscles de sa queue. Dans des conditions normales, il émet entre 300 et 500 signaux par minute. Avec l'augmentation du taux de pollution, cependant, le nombre de signaux émis par minute peut dépasser 1.000.
Des détecteurs qui s’inspirent de la méthode employée par le poisson-éléphant sont utilisés pour mesurer les niveaux de pollution dans la ville britannique de Bournemouth. Une compagnie des eaux de la ville a donné des échantillons d'eau de la rivière Stour afin qu'ils soient testés par 20 poissons-éléphants. Chaque poisson se trouve dans un aquarium rempli d'eau de la rivière. Les signaux captés par les récepteurs présents dans l'aquarium sont ensuite transmis à des ordinateurs auxquels ils sont reliés. Si l'eau est polluée, le nombre croissant de signaux émis par le poisson sont identifiés et le signal d'alarme est transmis informatiquement.60
Cette technique de repérage des objets à travers des sons et des ondes fut développée au 20ème siècle à des fins militaires. Aujourd'hui elle est également utilisée pour localiser les navires échoués et pour cartographier le fond des océans. Cependant, il y a des millions d’années de cela, bien avant que l’homme ne découvre cette technologie, les créatures vivantes utilisaient les ondes sonores qu’elles émettaient afin de survivre.
Les dauphins, les chauves-souris, les papillons de nuit possèdent tous ce système, connu sous le nom de sonar. De plus, leur système est beaucoup plus sensible et fonctionnel que ceux utilisés par l'homme de nos jours.
Le sonar de la chauve-souris est bien
plus efficace que la technologie humaine
Le Département de la Défense des Etats-Unis a essayé d'utiliser les principes du sonar de la chauve-souris dans son propre système pour localiser les sous-marins. Selon un rapport de Science, l’un des magazines américains les plus réputés, le Département de la Défense a alloué un budget spécial pour ce projet.
On sait depuis longtemps que les chauves-souris utilisent un système de sonar pour se repérer dans le noir. Récemment, les chercheurs ont découvert de nouvelles données sur leur façon de procéder. D’après leurs recherches, la grande chauve-souris brune, Eptesicus fuscus, peut émettre deux millions d'échos simultanés par seconde. En outre, elle peut percevoir les échos à une résolution de seulement 0,3 millimètre. D’après ces chiffres, le sonar de la chauve-souris est trois fois plus sensible que les sonars fabriqués par l’homme.50
Les capacités d'orientation de la chauve-souris sont d'une grande aide pour apprendre comment voler dans l’obscurité. Les recherches entreprises avec l’aide de cameras infrarouges et de détecteurs ultrasons ont apporté de nombreuses informations sur la manière dont les chauves-souris volent à la recherche d'une proie dans la nuit.
Les chauves-souris peuvent attraper un insecte en plein vol alors que ce dernier est tout juste en train de sortir de l'herbe. Certaines chauves-souris plongent dans les buissons pour capturer leurs proies. Il n’est pas aisé de se saisir d’un insecte en utilisant uniquement les ondes sonores, mais en tenant compte du fait que l'insecte se trouve dans les buissons, et que les ondes sonores se répercutent sur les feuilles environnantes, on comprend alors la formidable tâche accomplie par la chauve-souris.
Dans une telle situation, les chauves-souris réduisent l'intensité des sons émis par leur sonar pour éviter de les confondre avec les échos émis par la végétation environnante. Mais cette technique n’est pas suffisante pour permettre aux chauves-souris de percevoir chaque objet séparément, elles ont besoin de distinguer le temps d’arrivée et la direction de l’écho qui se répercute.51
Les chauves-souris utilisent leur sonar quand elles survolent les points d'eau, pour boire et capturer des proies sur le sol. Leur facilité à se mouvoir se remarque en particulier lorsque deux chauves-souris se pourchassent. Comprendre leur manière de procéder va permettre de produire de nombreuses technologies, en particulier des équipements de navigation et de détection. En outre, la technique de dragage des mines s’inspire du système de sonar utilisé par les chauves-souris.52
Comme nous venons de le voir, les propriétés des créatures vivantes sont profitables à de nombreux points de vue. Dans ce verset, Allah attire notre attention sur l'utilisation des animaux :
Vous avez certes dans les bestiaux, un sujet de méditation : Nous vous donnons à boire de ce qu'ils ont dans le ventre, et vous y trouvez également maintes utilités… (Sourate al-Muminune, 21)
Les ondes sonores du dauphin et la technique du sonar
A partir d'un organe spécial appelé melon et situé dans la tête du dauphin, ce dernier peut produire jusqu'à 1.200 clappements par seconde. Le seul fait de bouger la tête lui permet d’envoyer les ondes dans la direction souhaitée. Quand les ondes sonores rencontrent un objet, elles se répercutent sur celui-ci avant de revenir vers le dauphin. L’écho émit par l'objet passe à travers la mâchoire inférieure du dauphin puis par son oreille interne avant d'arriver jusqu'au cerveau. Grâce à la vitesse impressionnante à laquelle sont interprétées ces données, le dauphin obtient des informations très précises. Les échos permettent aux dauphins de déterminer la direction du mouvement de l’objet, sa vitesse ainsi que sa taille.
Le sonar du dauphin est si sensible qu'il peut identifier un seul poisson parmi tout un banc.54 Il peut également faire la distinction entre deux pièces de métal à trois kilomètres de distance et dans l’obscurité.55
De nos jours, l’instrument connu sous le nom de SONAR56 est utilisé par les navires et les sous-marins pour identifier les cibles et leur itinéraire. Le sonar fonctionne exactement de la même manière que celui utilisé par le dauphin.
A l’Université de Yale, un robot a été conçu dans le but d’explorer de nouveaux environnements. Un professeur en génie électrique, Roman Kuc, a équipé le robot d’un sonar identique à celui utilisé par les dauphins. Le professeur Kuc qui a passé 10 ans à travailler sur les capteurs ultrasons et la recherche en robotique a admis que "Nous avons décidé d'observer plus précisément comment était utilisée l’écholocation dans la nature et voir si nous passions à côté de quelque chose."57
Imaginez qu'on vous dise que sous l'eau, les ondes sonores se propagent à une vitesse de 1.500 mètres par seconde. Ensuite imaginez qu'on vous demande de faire le calcul suivant : Si un sous-marin envoie des ondes sonores qui reviennent en quatre seconde, à quelle distance se situe l'objet sur lequel les ondes se sont répercutées ?
Vous obtiendriez le résultat suivant : trois kilomètres de distance. Les dauphins sont également capables d'effectuer facilement des calculs similaires, et cela sans connaître la vitesse à laquelle les ondes qu'ils émettent se propagent ni savoir comment multiplier ou diviser. Ils ne possèdent aucune de ces facultés ; les animaux ne font qu'exécuter les ordres d’Allah.
Le sonar permet d’aider les déficients visuels
Tandis que la recherche progresse, nous découvrons que les créatures vivantes possèdent des facultés étonnantes qui nous offrent des solutions au quotidien, depuis notre lieu de travail jusque dans nos hôpitaux. Darcy Winslow, Directeur Général des Affaires Environnementales de Nike, s’exprime en ces termes :
L’étendue des solutions technologiques que nous utilisons pour notre production et qui proviennent du milieu naturel est infinie. La biomimétique a encore besoin d’être innovée, développée et étendue, mais en pensant comme un biologiste ou en travaillant à ses côtés, nous pouvons apprendre à nous poser des questions différentes et à trouver dans le milieu naturel l'inspiration et les solutions dont nous avons besoin.58
De nombreuses entreprises suivent aujourd’hui la stratégie mise au point par Winslow. Il est désormais possible de voir un ingénieur en électronique ou en mécanique travailler en collaboration avec des biologistes.
Des ingénieurs qui se sont inspirés du sonar de la chauve-souris ont déjà réalisé un dispositif de sonar qui se fixe sur une paire de lunettes. Après une période d’adaptation aux lunettes, les personnes atteintes de déficience visuelle sont désormais capables d'éviter des obstacles voire même de faire du vélo. Cependant le dispositif inventé par ces ingénieurs ne remplacera jamais la vision humaine et ne sera jamais aussi fonctionnel que celui dont dispose la chauve-souris.
Il est évidemment impossible que des caractéristiques si remarquables, difficiles à imiter même pour les experts, soient apparues par hasard. N'oublions pas que les "caractéristiques" évoquées ici sont en réalité des systèmes complexes reliés les uns aux autres. L’absence ou la défaillance d’un seul composant entraînerait l'arrêt de l’ensemble du système. Par exemple, si les chauves-souris envoyaient des ondes dont elles ne pouvaient pas interpréter l'écho elles perdraient alors leur mécanisme de localisation.
En littérature scientifique, la structure parfaite des créations naturelles est évoquée sous le nom de "complexité irréductible". En d’autres termes, certaines créations deviennent absolument sans intérêt lorsqu'elles sont réduites à une forme simple. La complexité irréductible des organismes ébranle l'idée fondamentale défendue par la théorie de l'évolution selon laquelle les organismes progressent d'une forme simple vers une forme plus complexe. Si un système n'a pas d’objectif particulier avant d’atteindre sa forme définitive, il n’a pas de raison valable pour perdurer pendant des millions d’années en se complexifiant et en s’améliorant. Une espèce ne peut survivre de génération en génération que si tous ses composants sont présents dès le départ. Aucun composant d’un organisme ne peut espérer exister en se complétant au fil du temps. Cela montre de façon évidente que dès leur apparition sur terre, les créatures vivantes possédaient déjà toutes leurs facultés aussi complètes et abouties comme elles le sont aujourd'hui.
Allah a apporté les animaux et d’autres créatures vivantes par Sa création comme le dit le verset suivant :
Et les bestiaux, Il les a créés pour vous ; vous en retirez des [vêtements] chauds ainsi que d'autres profits… (Sourate an-Nahl, 5)
La structure exceptionnelle de la chauve-souris nous montre
la méthode à suivre pour que nos routes soient plus sûres
Les chercheurs de l'Université d'Edimbourg ont développé un robot qui utilise ses oreilles sensibles pour se repérer grâce à l'écho comme une chauve-souris. Jose Carmena, du service informatique de l'université, ainsi que ses collègues ont appelé leur invention "RoBat" qui fut équipé d'une source sonore centrale, ayant les mêmes fonctions que la bouche de la chauve-souris, et de deux récepteurs fixés à la même distance que celle qui sépare les oreilles d'une chauve-souris.
Afin d'utiliser le système des échos de la manière la plus efficace, l'équipe a pris en compte d'autres caractéristiques spécifiques de la chauve-souris lors de la création du RoBat. Les chauves-souris font bouger leurs oreilles afin de détecter les interférences dans les échos, elles peuvent ainsi éviter les obstacles qui se présentent devant elles, naviguer et chasser leurs proies. Comme les chauves-souris, le RoBat fut également équipé de capteurs sonores ultrasensibles pour rendre le mécanisme aussi parfait que possible.
Grâce à de tels capteurs inspirés par la nature, nous espérons qu'un jour nos routes seront plus sûres.
En effet, des constructeurs automobiles comme Mercedes et BMW utilisent déjà les capteurs ultrasons pour aider les conducteurs à faire marche arrière. Grâce à eux, le conducteur est informé de la distance qui le sépare d'un obstacle situé derrière lui.59
Le détecteur d’un poisson contre la pollution
Le poisson-éléphant, un poisson d'Afrique de l'Ouest du nom de Gnathonemus petersii vit dans les eaux boueuses du Niger à une température de 27°C. Ce poisson long de 10 cm utilise très peu sa vision dans ces eaux boueuses. Il se repère grâce à des signaux électriques émis par les muscles de sa queue. Dans des conditions normales, il émet entre 300 et 500 signaux par minute. Avec l'augmentation du taux de pollution, cependant, le nombre de signaux émis par minute peut dépasser 1.000.
Des détecteurs qui s’inspirent de la méthode employée par le poisson-éléphant sont utilisés pour mesurer les niveaux de pollution dans la ville britannique de Bournemouth. Une compagnie des eaux de la ville a donné des échantillons d'eau de la rivière Stour afin qu'ils soient testés par 20 poissons-éléphants. Chaque poisson se trouve dans un aquarium rempli d'eau de la rivière. Les signaux captés par les récepteurs présents dans l'aquarium sont ensuite transmis à des ordinateurs auxquels ils sont reliés. Si l'eau est polluée, le nombre croissant de signaux émis par le poisson sont identifiés et le signal d'alarme est transmis informatiquement.60
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