Mercredis de Thélème : Dans le son, tout est bon !
Des sons aux ultrasons

Avec
Marc Lethiecq
Greman, Université François-Rabelais CNRS-CEA-INSA
« Comprendre les ultrasons et leurs spécificités »

Léandre Pourcelot
INSERM U 930 “Imagerie et Cerveau”, Université François-Rabelais
« Imagerie et thérapie du corps humain par ultrasons »

Michael Greenfield
IRBI, Université François-Rabelais CNRS
« Révélations d'un monde secret : Les ultrasons chez les animaux »

Les ultrasons : des sons pas comme les autres
Marc Lethiecq est Professeur à l’Université François-Rabelais. Ingénieur diplômé de l’Institut National des Sciences Appliquées de Lyon, il se spécialise ensuite en acoustique ultrasonore, domaine dans lequel il soutient une thèse en 1988. Il exerce 3 ans comme assistant à l’INSA de Lyon puis 3 ans en tant qu'ingénieur de recherche dans le secteur privé où il développe des dispositifs ultrasonores pour le diagnostic médical et le contrôle industriel. Il rejoint l’Université de Tours en 1990 dans l’équipe du Professeur Léandre Pourcelot et met en place un groupe de recherche sur les transducteurs ultrasonores. Il y devient Professeur des Universités en 1994 et enseigne les sciences de l’ingénieur dans différentes composantes. En 2010, avec des collègues de plusieurs équipes des sites de Tours et Blois, il propose la mise sur pied d’un nouveau laboratoire : le GREMAN (groupe de recherche en matériaux, microélectronique, acoustique et nanotechnologies). Le projet aboutit en 2012 avec la création d’une unité mixte de recherche. Ce laboratoire, dont il assure aujourd’hui la direction, compte 120 personnes sous la tutelle du CNRS, de l’Université de Tours et de l’INSA Centre Val de Loire. Ses thèmes de recherche personnels actuels sont centrés sur les matériaux piézoélectriques et leurs applications aux ultrasons et à la récupération d’énergie vibratoire.

Imagerie et thérapie du corps humain par ultrasons
Léandre Pourcelot est ingénieur de l’INSA de Lyon, médecin, spécialiste d’ultrasons et de médecine nucléaire. Assistant en Physique à l’INSA de 1963 à 1967, il y met au point pour sa thèse de docteur-ingénieur le premier appareil à effet Doppler ultrasonore européen. Il commercialise cet appareil en 1968 à son arrivée à Tours dans l’équipe de biophysique médicale en cours de formation (Pr Thérèse Planiol). Il participe ensuite avec son équipe au développement des premiers échographes à balayage et focalisation électroniques, du premier système d’imagerie Doppler du sang circulant, et du premier échographe-Doppler spatial pour la surveillance des astronautes. Chef du Service hospitalier de Médecine nucléaire et Ultrasons de 1980 à 2006, il sera également Directeur de l’Unité INSERM 316 de 1988 à 2004, Directeur du Groupement d’Intérêt Public Ultrasons de 1990 à 2006 et coordinateur de projets européens. Il participe en parallèle à la création de plusieurs entreprises, et siège dans de nombreux comités et conseils scientifiques (dont ceux du CNES et de l’INSERM). En 2005 il devient Co-fondateur de la Fondation Thérèse et René Planiol pour l’étude du cerveau ( www.fondation-planiol.fr ), organisme reconnu d’utilité publique.

Révélations d'un monde secret : Les ultrasons chez les animaux (non-humains)
Michael Greenfield est Professeur à l’Université François Rabelais de Tours ; il dirige l’équipe «écologie cognitive » au sein de l’IRBI, l’institut de Recherche sur la Biologie de l’Insecte (Université-CNRS) localisé sur le site de Grandmont. Il est diplômé de la New York Université (NYU) et de l’Université du Wisconsin où il a soutenu sa thèse sur la reconnaissance de l’espèce et l’isolement reproductif chez les lépidoptères. Avant son arrivée à Tours il a travaillé à l’Université de Californie, Los Angeles (UCLA, 1981-1991) et à l’Université du Kansas (1991-2005). Il enseigne des cours sur le comportement animal, l’écologie comportementale et sur la communication, y compris le langage humain. Ses recherches portent sur la sélection sexuelle et la communication animale notamment les phéromones, la vision, et l’acoustique. Sa recherche sur le terrain concerne trois continents. Il est «fellow » de la Société du Comportement Animal (Animal Behavior Society), et été responsable des journaux Animal Behaviour et Journal of Evolutionary Biology. Il a dirigé ou co-dirigé 15 doctorants et 10 post-doctorants. Ses travaux actuels se concentrent sur l’évolution des signaux sexuels et leur perception chez les insectes acoustiques, notamment ceux qui diffusent et entendent les ultrasons.
Révélations d'un monde secret : Les ultrasons chez les animaux (non-humains)
Dans le règne animal la perception et/ou l’émission des ultrasons se trouvent chez quelques groupes de mammifères (terrestres, aériens, et marins), d’oiseaux, de grenouilles, de poissons, et d’insectes. Ces espèces emploient normalement des sons de haute fréquence pour leur navigation et pour repérer leurs proies – ou détecter leurs prédateurs – mais aussi pour leurs communications sexuelles et sociales. Au fil de l’évolution, ils ont découvert l’efficacité des ultrasons pour certaines tâches comme les médecins l’ont récemment découvert grâce à l’imagerie. Les chauves-souris bien sûr sont les espèces phares pour l’utilisation d’ultrason. Nous avions des soupçons de ce trait depuis le 19ème siècle, mais ce ne fut confirmé qu’à la veille de la deuxième guerre mondiale grâce aux instruments des laboratoires de physique de l’époque. Cette découverte a bien inspiré le développement du sonar et du radar dans le secteur militaire (bio-mimétisme). Nous ne pouvons pas parler des chauves-souris sans mentionner les insectes, notamment les papillons nocturnes, et il faut raconter ici une guerre de 60 millions d’années entre ces deux protagonistes. Mon intervention va explorer les capacités incroyables des chauves-souris en matière de chasse, et puis les contre-adaptations défensives, également incroyables, chez les papillons nocturnes. On se concentrera sur la recherche effectuée au sein de l’IRBI sur les communications par ultrasons des papillons, et les problèmes rencontrés parce qu’ils utilisent la même modalité – ultrason – pour leur défense et leurs messages amoureux.

Publications :
Greenfield, M.D. & I. Roizen. 1993. Katydid synchronous chorusing is an evolutionarily stable outcome of female choice. Nature 364: 618-620.
Greenfield, M.D. 1994. Cooperation and conflict in the evolution of signal interactions. Annual Review of Ecology and Systematics. 25: 97-126.
Greenfield, M.D. & A.S. Rand. 2000. Frogs have rules: selective attention algorithms regulate chorusing in Physalaemus pustulosus (Leptodactylidae). Ethology, 106: 331-347.
Greenfield, M.D. 2002. Signalers and Receivers: Mechanisms and Evolution of Arthropod Communication. Oxford University Press, Oxford, U.K. xiii + 414 pp.
Greenfield, M.D. 2005. Mechanisms and evolution of communal sexual displays in arthropods and anurans. Advances in the Study of Behavior. 35: 1-62.
Brunel-Pons, O., S. Alem & M.D. Greenfield. 2011. The complex auditory scene at leks : balancing anti-predatory behaviour and competitive signalling in an acoustic moth. Animal Behaviour, 81 : 231-239.
Alem, S., K. Koselj, B. Siemers & M.D. Greenfield. 2011. Bat predation and the evolution of leks in acoustic moths. Behavioral Ecology and Sociobiology, 65 : 2105-2116.
Greenfield, M.D. 2014. Evolution of communication. Pages 655-662 (chapter VII.7) in Princeton Guide to Evolution, (J. Losos, ed.) Princeton University Press, Princeton, New Jersey, U.S.A.
Greenfield, M.D. 2014. Acoustic communication in the nocturnal Lepidoptera. Pages 81-100 (chapter 6) in Insect Hearing and Acoustic Communication (B. Hedwig, ed.). Springer-Verlag.
Greenfield, M.D. 2015. Signal interactions and interference in insect choruses : Singing and listening in the social environment. Journal of Comparative Physiology A, 201. 143-154. Special issue: Insect hearing: From physics to ecology.