L'adaptation à un milieu où la visibilité est considérablement réduite, quelques dizaines de mètres dans le meilleur des cas, n'a pas vraiment limité les capacités visuelles des cétacés. En revanche, elle a donné lieu à un système sophistiqué d'émission et de réception des sons permettant l'écholocation.

Le son se propage dans l'air à une vitesse d'environ 340 mètres à la seconde, c'est-à-dire presque cinq fois moins vite que dans l'eau, ce qui explique l'importance fondamentale de la communication dans un élément liquide.

Les cétacés sont en mesure de produire une grande variété de sons utiles pour communiquer entre eux et obtenir des informations sur leur environnement, se déplacer et se nourrir.

La présence d'un tel système d'écholocation, communément appelé "sonar", terme qui vient du langage américain, qui signifie : " SOund Navigation And Ranging " est caractéristique des Odontocètes, encore que les Mysticètes soient apparemment capables, eux aussi, d'employer un tel outil de "vision" acoustique.

Quand le dauphin explore son environnement, il diffuse de larges faisceaux acoustiques de basse fréquence,
à faible cadence d'émission.

Les sonars sont des appareils de détection sous-marine qui utilisent les ondes sonores pour repérer, identifier et localiser les objets immergés.

Dans le règne animal, seuls les Odontocètes, quelques Mysticètes, et les chauves-souris sont capables de telles performances.

La " machinerie " de l'écholocation est constituée d'un émetteur sonore interne et d'un récepteur. L'émetteur sonore des Odontocètes est assez complexe. Il comprend d'abord trois paires de sacs superposés, de formes différentes, situées sous l'évent, et qui communiquent avec le conduit nasal.

Ces sacs servent de réserves d'air avec lesquelles les Odontocètes jouent comme d'un instrument à vent, en faisant passer l'air d'un sac à l'autre, par des ouvertures dont il règle le diamètre, grâce à un ensemble de muscles et de nerfs.

Mais il faut que l'animal puisse orienter le faisceau des émissions sonores vers le but choisi. À cet effet, les ondes sonores créées se réfléchissent sur la paroi osseuse frontale concave du crâne pour se concentrer sur une sorte de masse graisseuse appelée " melon ", qui joue le rôle de lentille convergente.

Ce faisceau ultra-sonore peut ainsi être orienté par les Odontocètes, vers la cible choisie, un peu à l'image du balayage radar.

L'air pulsé par les poumons à travers les lèvres pincées provoque des vibrations dont certaines sont audibles. La variété des sons ainsi émis est d'une incroyable richesse.

La seconde théorie, qui rallie davantage de partisans, est que les sons seraient produits par les vibrations des parois du sac tabulaire (4) et les narines (5), renvoyés par les os frontaux crâniens (6) et ceux de la mandibule supérieure. Ils traverseraient ensuite la structure adipeuse du "melon" (7), qui fait fonction de "loupe acoustique" en les concentrant et en les dirigeant vers l'extérieur. La réception se produirait à travers la mâchoire inférieure, qui les transmettrait à la bulle tympanique (8) et, donc à l'oreille interne.

Dessins de Maurizio Würtz

À titre comparatif, le spectre audible des humains s'étend de 200 à 2 000 hertz, tandis que celui des Odontocètes va de 100 à 200 000 hertz. Ce qui signifie qu'ils émettent et entendent des fréquences, infrasons et ultrasons, qui ne nous sont pas accessibles.

Le système de réception des sons chez les Odontocètes est complexe et, repose sur deux récepteurs : les oreilles et le maxillaire inférieur.

L'étude de la structure du maxillaire inférieur a montré que les sons s'y propagent encore mieux que par le conduit auditif. Les ondes acoustiques sont donc reçues à l'extrémité du bec, conduites dans la graisse très fine contenue dans le maxillaire inférieur et transmises à l'oreille interne au niveau de l'articulation de la mâchoire. les sons sont réceptionnés par l'oreille interne et le message transmis au cerveau par l'influx nerveux de l'énorme nerf auditif.

Il est par conséquent, difficile d'imaginer le degré d'intégration et d'interprétation des messages acoustiques des cétacés, en raison de la complexité des mécanismes mis en jeu, mais aussi parce que nous ne connaissons pas les sensations procurées par ce troisième sens poussé à la perfection.