C’est un spectacle hypnotisant que d’assister à ces nuages d’individus qui s’étirent, se condensent, ondulent ou se scindent.. Quels ressorts physiques derrière ces comportements ?
De tels mouvements collectifs se retrouvent dans les troupeaux de brebis, les essaims d’insectes … Y a t’il un ou plusieurs principes biologiques retenus par la sélection naturelle pour diriger de tels mouvements ?
Les bancs de poissons adoptent différentes formes; plutôt désorganisés lorsque aucun danger ne guette et que l’heure est à la recherche de zones riches en plancton, ou bien alignés en long tubes, véritables autoroutes de la mer pour les grands déplacements. Et si s’annonce un prédateur, c’est la configuration de défense avec ses impressionnants tourbillons.
Nager, mais en équipe
Il existe un intérêt énergétique évident à nager ensemble: l’endurance du groupe est bien supérieure à celle que présenteraient des individus seuls. Et c’est bien utile lors de longues migrations saisonnières.
Contrairement aux cyclistes, qui créent un vide d’air derrière eux profitable aux suiveurs, dans l’eau le poisson s’appuie sur le fluide lui-même qu’il expulse vers l’arrière, ce qui augmente l’effort des suiveurs.
Ce qui fait que le positionnement optimal des poissons est en quinconce, où chaque individu profite des anneaux de tourbillons émis par le congénère devant lui. On retrouve un effet bénéfique similaire dans le placement en “V” des oiseaux migrateurs.
A haute vitesse, les poissons préfèrent s’aligner de front, avec une synchronisation des battements de queue.
Au delà du gain d’énergie, le regroupement en banc des poissons répond à un impératif de défense. Les bancs attirent certes les prédateurs, mais ils constituent une stratégie intéressante: plus le nombre de poissons est élevé, et plus la fraction de ceux qui sont exposés en surface est faible. La seconde raison repose sur la détection du danger: chaque poisson bénéficie de milliers de paires d’yeux de ses voisins pour surveiller les alentours.
Et puis il a le mouvement, qui déconcerte les prédateurs, mouvement sans “chef” où les individus se remplacent sans cesse en tête et sur les cotés du banc.
Une règle de trois pour les étourneaux.
Les ballets de milliers d’étourneaux sont un spectacle plus accessible à nos sens que ceux des poissons … Il il a été également plus facile de les étudier avec des grappes de caméras synchronisées pouvant déterminer la position et la vitesse de milliers d’individus.
Et il apparait que le comportement d’un oiseau ne dépend que de ses six ou sept plus proches voisins, avec trois règles à respecter:
- ne pas entrer en collision
- ne pas s’éloigner de trop
- et si l’un des voisins change de direction, l’imiter aussitôt.
Les deux premières sont similaires à l’attraction à grande distance et la répulsion ) courte distance des molécules dans un liquide (forces de VanderWalls), quant à la troisième règle, elle contient en germe toute la beauté de ces nuées.
Source: L’impermanence du monde (éditions Flammarion), ou la physique de l’éphémère.
Nous vivons au rythme de spectacles éphémères. Certains sont brefs, comme les rides à la surface de l’eau, le vacillement d’une flamme ou ces points lumineux qui scintillent sur l’océan. D’autres sont plus longs, comme le bourgeonnement d’un cumulus avant l’orage, le patient polissage d’un galet ou le dessin changeant des méandres d’une rivière. D’autres encore se déroulent sur des temps qui échappent à nos sens, à l’instar du soulèvement d’une montagne, de la formation d’une mer ou d’un désert.
Tous ces phénomènes ont en commun une science subtile et merveilleuse : la physique des fluides, qui sculpte et anime la matière. En une trentaine de sujets magnifiquement illustrés, les auteurs révèlent les fils invisibles qui régissent ce ballet ininterrompu. Chemin faisant, ils montrent aussi que la beauté du monde doit beaucoup à son impermanence.