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Les poissons économisent de l’énergie en nageant en banc

Un banc de carangues noires.
Un banc de carangues noires, des poissons qui peuplent l'ensemble des eaux tropicales des trois océans Pacifique, Indien et Atlantique. Photo: iStock

Un poisson dépense moins d'énergie quand il nage en banc, car ses voisins produisent un effet d'aspiration qui l'aide dans ses déplacements, montrent les données recueillies à l'aide d'un modèle informatique conçu par des scientifiques français.

Un comportement collectif

Les bancs de poissons offrent un exemple fascinant de comportement collectif dans lequel le groupe se coordonne sans avoir besoin de chef.

Plusieurs modélisations informatiques réalisées à ce jour ont montré que ces mouvements émergent à partir de règles simples comme l’alignement sur ses voisins et l’attraction qui permet d’éviter les collisions.

Cependant, l’étude du rôle de l'écoulement de l'eau entre les poissons n'avait jamais été approfondie.

Simulation d'un banc de 100 poissons. Les lignes de courant sont tracées en gris et la couleur des poissons reflète leur vitesse (rouge pour les plus rapides et bleu pour les plus lents).Simulation d'un banc de 100 poissons. Les lignes de courant sont tracées en gris et la couleur des poissons reflète leur vitesse (rouge pour les plus rapides et bleu pour les plus lents). Photo : Aix-Marseille Université/Audrey Filella

Mécanique de la nage en groupe

Pour comprendre ce rôle, des experts des fluides des universités Aix-Marseille et Toulouse III-Paul Sabatier ont mis au point un modèle qui intègre la dynamique de l'écoulement au sein d'un banc comptant des centaines de poissons.

Outre les deux règles énoncées plus haut, la trajectoire de chaque poisson est aussi gouvernée par des effets de translation et de rotation dus à l'écoulement que génèrent ses congénères.

Moins d’énergie nécessaire

Le modèle français a aussi permis de mettre en évidence un effet surprenant de l'interaction entre les poissons et le fluide autour d'eux : les poissons qui nagent en groupe dépensent moins d'énergie grâce à un effet « d'aspiration » produit par l'ensemble des poissons.

Cet effet d’économie d'énergie a déjà été énoncé, mais les scientifiques estimaient que les poissons devaient se placer dans une configuration bien précise pour en bénéficier.

Or, les présents travaux montrent que ce n’est pas le cas et que cet effet est présent même lorsque le groupe de poissons semble désordonné.

Le chercheur Christophe Eloy et ses collègues veulent maintenant préciser leur modèle pour y intégrer d'autres éléments qui influencent la dynamique du banc, tels que les vortex que produisent les poissons dans leur sillage.

Le détail de cette étude est publié dans les Physical Review Letters (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

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