Avant-propos
L’homme
s'est toujours inspiré de la nature.
C’est en étudiant le vol des oiseaux que Léonard De Vinci imagina les premières
machines volantes. De la même façon, c’est le comportement des dauphins et leur
technique de communication et de pêche, qui inspirèrent les physiciens qui
développèrent les premiers sonars*.
Ce
mammifère marin dispose, tout comme l'homme, de capacités olfactives très faibles. Sa
vue est également limitée. L'adaptation de l'œil du dauphin à la pression et à
l'indice de réfraction de l'eau de mer, permet de penser que le dauphin est myope à
l'air libre.
De plus, les rayons lumineux s'estompent très vite avec la profondeur et la faible
pesanteur ne facilite pas leur orientation.
Son audition quant à elle, est particulièrement bien développée. Les sons ne sont pas
perçus par l'oreille externe mais transmis au cerveau par la mâchoire inférieure.
Ce dispositif très perfectionné permet au dauphin d'obtenir des "photographies
auditives" du milieu dans lequel il évolue. Il est capable d'entendre des sons de
fréquences supérieures à 80kHz, bien plus que ne peut le faire l'oreille humaine,
limitée à 20kHz dans les meilleurs cas.
De même, il lui est possible d'émettre des sons et ultrasons de fréquences très
élevées pour créer des phrases constituées de mots. Cette faculté lui permet de
dialoguer avec ses congénères, mais aussi de détecter la présence d'un danger ou d'une
proie. Il émet des sons et ultrasons et analyse les échos renvoyés par les éventuelles
cibles.
Le dauphin détermine de façon intuitive la nature, la position et la distance qui le
sépare de sa cible. Cette faculté appelée écholocation représente le sonar biologique
parfait, que l'homme essaie tant bien que mal de copier.
Les cétacés et les chiroptères sont les seuls animaux à disposer de ce type de sonar
biologique.
La chauve-souris dispose d'un système d'écholocation identique dans le principe à celui
du dauphin, à la différence près que celui-ci fonctionne dans l'air et non en mer.
Les chiroptères, animaux nocturnes et presque complètement aveugles, disposent d'une
véritable vision acoustique, leur permettant de détecter obstacles et autres insectes en
l'absence totale de lumière.
Et l'homme, me direz vous ?
L'homme devait, il y a bien longtemps, disposer de facultés de détection qui ont disparu
avec le progrès.
L'homme préhistorique était adapté à la chasse sur de grands territoires et avait
développé son sens de l'odorat et de l'orientation. Le langage verbal, peu développé
à cette époque, a contribué au développement de ces facultés.
La sélection naturelle, tout au long de plus d'un million d'années de l'évolution, a
transformé le cerveau et les organes sensoriels de l'homme moderne.
Comme il n'avait plus à chasser pour se nourrir et se vêtir, les facultés spécifiques
du chasseur se sont atrophiées au fur et à mesure que la technologie avançait.
Pendant la préhistoire, seuls les plus forts survivaient. L'occupation première de
l'homme préhistorique était donc de se nourrir. Nous gardons dans notre patrimoine
génétique cette obligation absolue de nourriture. Les problèmes d'obésité des pays
riches du monde moderne sont liés à cet héritage génétique.
L'homme actuel est donc obligé d'utiliser la technologie pour augmenter ses capacités
sensorielles qui, si elles sont réduites, restent encore remarquables.
Les techniques de détection radar ou sonar, découlent toutes de principes de physique
élémentaire et en particulier de l’effet Doppler.
Dans notre vie de tous les jours, nous sommes sans cesse en présence de ces dispositifs
dont le seul but est de nous observer, nous détecter, quelquefois pour nous faciliter la
vie, lorsqu’il s’agit d’ouvrir la porte d’un supermarché ou encore de
nous contrôler, lorsque nous sommes au volant de notre automobile.
Presque toujours ces systèmes ont un but commun: améliorer notre sécurité, notre
santé ou nos connaissances.
Il est quelquefois difficile d'obtenir des informations précises sur certains procédés,
comme par exemple les radars de contrôle de vitesse ou les dernières techniques
d'autocorrélation Doppler en échographie.
Cet ouvrage est une synthèse informative sans prétention, en aucun cas exhaustive, qui
n'est pas destinée aux spécialistes des équations de Maxwell, mais à tous ceux et
celles (Bac + 2) qui s'intéressent aux techniques de détection.
Il aborde de manière la plus simple possible, les méthodes de détection par ondes
électromagnétiques ou sonores, en faisant appel à un minimum de connaissances
théoriques en traitement du signal.
* Sonar: Sound Navigation
and Ranging.
