Sujet Un max de dB sans ampli. Z' êtes battus par un animal !

Citation : PHYSIQUE. Alpheus heterochaelisi marie son brouhaha sous-marin à de la lumière.
L'éblouissante crevette bruyante

Par DENIS DELBECQ

Le mardi 9 octobre 2001



Etonnantes crevettes. Le monde du silence est en réalité un véritable brouhaha tant le bruit des crevettes claqueuses Alpheus heterochaelisi est intense. Ces crustacés de quatre à cinq centimètres de long perturbent les communications sous-marines et compliquent sérieusement la détection acoustique des submersibles et des navires. Ils sont même l'une des principales sources de bruit au fond des océans tropicaux et on en trouve jusque dans la mer du Nord (1).

Pendant longtemps, scientifiques et militaires ont cru que le bruit émis par le crustacé provenait du choc entre les deux mâchoires de l'une de ses deux pinces, nettement plus grande que l'autre. Mais le niveau sonore constaté - qui dépasse les 200 dB pendant une infime fraction de seconde -, découvriront les chercheurs par la suite, ne colle pas avec l'idée de pinces qui «applaudissent». Et selon de nouveaux travaux, publiés la semaine dernière, le brouhaha se doublerait d'un feu d'artifice de lumière, même s'il est trop faible pour être observé à l'œil nu (2).

Onde de choc. Barbara Schmitz est spécialiste des systèmes de communication des animaux. Elle étudie depuis six ans la crevette claqueuse à l'université technique de Munich (Allemagne). Avec une caméra rapide, elle avait d'abord tenté d'observer le jet d'eau propulsé quand la pince se referme. Mais, avec une cadence de 2 000 images par seconde, elle n'avait pu obtenir que deux images. «On voyait des bulles lumineuses», raconte la scientifique. Les deux prises de vue ne permettaient pas d'observer la formation et la disparition des bulles.

A l'occasion d'un séminaire, Barbara Schmitz a entendu Detlef Lohse, un spécialiste de la dynamique des fluides à l'université de Twente (Pays-Bas), parler d'un phénomène baptisé sonoluminescence, ou comment une bulle de gaz dans un liquide émet de la lumière lorsqu'elle est soumise à des ultrasons. «Après discussion, je me suis rendu compte que la lumière provenait du système d'éclairage de la caméra. Rien à voir avec la sonoluminescence», raconte Barbara Schmitz. Mais les scientifiques ont décidé de travailler ensemble, et la luminescence est revenue par la petite porte.

L'an dernier, l'équipe avait montré, à l'aide d'une caméra à très haute vitesse (40 000 images par seconde), que le son survient une fraction de seconde après le claquement de la pince. Et avancé une explication corroborée par des simulations: la pince projette de l'eau à près de 100 kilomètres par heure, une vitesse telle que survient le phénomène de cavitation: l'eau se vaporise localement dans le jet et forme une bulle. Quand la vitesse du jet ralentit, la bulle implose et émet une petite onde de choc (3).

Chez la crevette, la cavitation serait un moyen d'éloigner les prédateurs, notamment des petits crabes, «voire de les tuer», souligne Detlef Lohse. Et ses performances sont impressionnantes: près de 30 000 claquements de pince par seconde! Après avoir affiné leur expérience, l'équipe de Detlef Lohse et sa collègue allemande Barbara Schmitz ont cette fois constaté que le son émis par les bulles coïncide avec l'émission d'une lumière. Si brève, sans doute de quelques milliardièmes de seconde, et si faible qu'il a fallu un détecteur très performant pour la mesurer. Pour marquer cette découverte, la première chez un animal, les chercheurs ont choisi de baptiser le phénomène «crevettoluminescence».