Les fourmis, championnes de la circulation sans bouchons
Publié par Adrien le 23/10/2019 à 14:00
Source: CNRS
Que ce soit sur la route des vacances ou sur les trajets quotidiens, les embouteillages touchent aussi bien les voitures que les piétons. Des chercheurs du Centre de recherche sur la cognition animale (CNRS/Université Toulouse III - Paul Sabatier) et de l'université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux...) d'Arizona (États-Unis) démontrent que les sociétés de fourmis sont, quant à elles, préservées de ces problèmes et circulent avec aisance même quand le trafic est extrêmement dense. Ainsi, leur récolte de nourriture ne perd jamais en efficacité. Ces travaux sont publiés dans la revue eLife le 22 octobre 2019.


Fourmis courant sur un pont. © Emmanuel PERRIN/CRCA/CNRS Photothèque

Les embouteillages illustrent parfaitement le problème associé à une trop forte concentration d'individus qui circulent dans un même espace. Si l'on regarde pourtant les déplacements de grandes colonies de fourmis, celles-ci ne semblent pas rencontrer ce problème. Afin de percer le mystère de l'incroyable gestion routière de ces insectes (Insectes est une revue francophone d'écologie et d'entomologie destinée à un large public d'amateurs et de naturalistes. Produite par l'Office pour les...), les chercheurs ont mené 170 expériences filmées afin d'observer le trafic ou flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun....) des fourmis entre leur nid (Le nid désigne généralement la structure construite par les oiseaux pour contenir leurs œufs et fournir un premier abri à leur progéniture. Les nids...) et une source de nourriture. Ils ont joué sur la largeur (La largeur d’un objet représente sa dimension perpendiculaire à sa longueur, soit la mesure la plus étroite de sa face. En géométrie plane, la largeur est la...) de la route (Le mot « route » dérive du latin (via) rupta, littéralement « voie brisée », c'est-à-dire creusée dans la roche, pour ouvrir le...) et le nombre (La notion de nombre en linguistique est traitée à l’article « Nombre grammatical ».) d'individus participant à l'expérience (de 400 à 25 600) pour faire varier la densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à...), c'est-à-dire le nombre d'insectes par unité de surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois...).

Surprise: chez les fourmis, quand la densité augmente, le flux croît puis devient constant, contrairement aux êtres humains qui, au-delà d'un certain seuil de densité, ralentissent jusqu'à avoir un flux nul et provoquer un embouteillage. Les fourmis, elles, accélèrent jusqu'à atteindre la capacité maximale d'individus que peut supporter la route. Lorsque la densité devient trop importante et que les collisions entre fourmis sont trop nombreuses, les fourmis changent alors de stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :): elles préfèrent éviter les collisions couteuses en temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) plutôt que de continuer d'accélérer. Par ailleurs, les chercheurs ont observé qu'à trop forte densité, les fourmis ne s'engagent plus sur la route et attendent simplement qu'elle diminue pour se lancer.


Comparaison du trafic en fonction de la densité, chez les fourmis et les humains. © Audrey Dussutour

Si le trafic chez les fourmis présente de nombreuses analogies avec les mouvements de piétons et de véhicules, il repose aussi sur des différences fondamentales. Protégés par leur exosquelette (Un exosquelette ou squelette externe, par opposition à endosquelette, est une caractéristique anatomique externe qui supporte et protège un animal. Beaucoup d'invertébrés, comme les insectes,...), ces insectes ne craignent pas les chocs ce qui leur permet d'accélérer alors que nous, êtres humains, préférons ralentir. De plus, les colonies partagent un but commun lors de leurs déplacements: la récolte (La Récolte (Countrycide) est le sixième épisode de la série anglaise de science fiction Torchwood.) de nourriture, qui ne perd jamais en efficacité quelle que soit la densité. Les fourmis ne semblent pas tomber dans le piège des embouteillages car elles adaptent en continu leurs règles de déplacement ( En géométrie, un déplacement est une similitude qui conserve les distances et les angles orientés. En psychanalyse, le déplacement est mécanisme de défense déplaçant la valeur, et finalement le...) en fonction de la densité locale là où le trafic automobile (Une automobile, ou voiture, est un véhicule terrestre se propulsant lui-même à l'aide d'un moteur. Ce véhicule est conçu pour le transport terrestre de personnes ou de marchandises,...), lui, suit des règles imposées comme s'arrêter au feu (Le feu est la production d'une flamme par une réaction chimique exothermique d'oxydation appelée combustion.) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.), indépendamment du trafic.

Bibliographie:
Still flowing: experimental investigation of ant traffic under crowded conditions, Laure-Anne Poissonnier, Sebastien Motsch, Jacques Gautrais, Jerome Buhl, Audrey Dussutour, eLife, 22 octobre 2019.
https://doi.org/10.7554/eLife.48945
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