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Les colonies de manchots se comportent comme un fluide
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Les colonies de manchots se comportent comme un fluide

Les groupes d'animaux comme les bancs de poissons ou les nuées d’étourneaux présentent une organisation parfois très ordonnée. Un autre exemple est celui des manchots royaux (Aptenodytes patagonicus). Pendant la période d’incubation et jusqu'à ce que les jeunes poussins atteignent un mois, ces oiseaux se regroupent pour former des colonies comprenant jusqu’à 500 000 couples. Les vues aériennes montrent qu'au sein de ces groupes denses, les individus sont espacés régulièrement. Grâce à des images et des vidéos prises sur plusieurs années sur les îles Crozet et Kerguelen, Richard Gerum de l’université d’Erlangen-Nuremberg, en Allemagne, et ses collègues, du CNRS/universités de Strasbourg et de Montpellier, et du Centre Scientifique de Monaco, ont modélisé ces rassemblements de manchots et montré qu'ils présentent des caractéristiques similaires à celles d’un liquide.

Les manchots royaux ne construisent pas de nid. Ils portent leur unique œuf sur leurs pattes. Une fois que l’animal a décidé d’un emplacement au sein de la colonie, il n’en bouge quasiment plus : il se déplace en moyenne de 1,3 mètres sur les deux mois de l’incubation et défend un périmètre d’environ un mètre de diamètre à coups de bec et d’ailerons.

En observant ce comportement, Richard Gerum et ses collègues ont remarqué que la colonie se comportait comme un fluide, et plus précisément, un fluide modélisé par un potentiel de Lennard-Jones. Ce type de modèle décrit les interactions entre atomes au sein d’un fluide avec une composante répulsive à très courte distance et une composante attractive à plus grande distance. Chez le manchot, la force répulsive correspond à la défense du périmètre et la force attractive correspond au besoin de se rassembler pour se protéger des prédateurs comme les pétrels géants. Ce modèle est caractérisé par deux grandeurs, le rayon d’interaction et la température. Cette dernière est, dans ce cas, définie par la vitesse de déplacement des manchots.

Or, lorsqu’ils couvent leur œuf ou leur poussin, les manchots sont peu mobiles. Pour reproduire ce comportement, les chercheurs ont supposé que, dans le cadre du modèle, le fluide avait subi un changement de phase selon deux transitions possibles : soit une transition vitreuse par un abaissement de la température (celle calculée à partir de la vitesse des manchots), soit une transition de « jamming », typique d’un milieu granulaire où la densité augmente si bien que les grains sont bloqués les uns contre les autres.

Le mouvement des manchots analysé sur les vidéos suggère que l’hypothèse de la transition vitreuse est la plus pertinente. En effet, la densité reste assez faible sur l’ensemble de la colonie et, sur les bords du groupe, les manchots se sont peu mobiles. Et en présence d’une perturbation externe, comme l’irruption d’un éléphant de mer, le déplacement des oiseaux reste très localisé.

Ce comportement fluide de la colonie présente le meilleur compromis possible entre la densité et la flexibilité. Si la densité était moindre, il faudrait plus d’espace pour rassembler tous les manchots. Et une densité trop forte rendrait très difficile les déplacements au sein du groupe pour remplir les trous ou pour réagir à une menace. Ce comportement diffère de celui, par exemple, des gorfous sauteurs (Eudyptes chrysocome) qui fabriquent des nids et tendent à prendre plus de place, à l’image d’un gaz.


Source : Pour la science
Crédit : Shutterstock.com/AndreAnita

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Les colonies de manchots se comportent comme un fluide

Les groupes d'animaux comme les bancs de poissons ou les nuées d’étourneaux présentent une organisation parfois très ordonnée. Un autre exemple est celui des manchots royaux (Aptenodytes patagonicus). Pendant la période d’incubation et jusqu'à ce que les jeunes poussins atteignent un mois, ces oiseaux se regroupent pour former des colonies comprenant jusqu’à 500 000 couples. Les vues aériennes montrent qu'au sein de ces groupes denses, les individus sont espacés régulièrement. Grâce à des images et des vidéos prises sur plusieurs années sur les îles Crozet et Kerguelen, Richard Gerum de l’université d’Erlangen-Nuremberg, en Allemagne, et ses collègues, du CNRS/universités de Strasbourg et de Montpellier, et du Centre Scientifique de Monaco, ont modélisé ces rassemblements de manchots et montré qu'ils présentent des caractéristiques similaires à celles d’un liquide.

Les manchots royaux ne construisent pas de nid. Ils portent leur unique œuf sur leurs pattes. Une fois que l’animal a décidé d’un emplacement au sein de la colonie, il n’en bouge quasiment plus : il se déplace en moyenne de 1,3 mètres sur les deux mois de l’incubation et défend un périmètre d’environ un mètre de diamètre à coups de bec et d’ailerons.

En observant ce comportement, Richard Gerum et ses collègues ont remarqué que la colonie se comportait comme un fluide, et plus précisément, un fluide modélisé par un potentiel de Lennard-Jones. Ce type de modèle décrit les interactions entre atomes au sein d’un fluide avec une composante répulsive à très courte distance et une composante attractive à plus grande distance. Chez le manchot, la force répulsive correspond à la défense du périmètre et la force attractive correspond au besoin de se rassembler pour se protéger des prédateurs comme les pétrels géants. Ce modèle est caractérisé par deux grandeurs, le rayon d’interaction et la température. Cette dernière est, dans ce cas, définie par la vitesse de déplacement des manchots.

Or, lorsqu’ils couvent leur œuf ou leur poussin, les manchots sont peu mobiles. Pour reproduire ce comportement, les chercheurs ont supposé que, dans le cadre du modèle, le fluide avait subi un changement de phase selon deux transitions possibles : soit une transition vitreuse par un abaissement de la température (celle calculée à partir de la vitesse des manchots), soit une transition de « jamming », typique d’un milieu granulaire où la densité augmente si bien que les grains sont bloqués les uns contre les autres.

Le mouvement des manchots analysé sur les vidéos suggère que l’hypothèse de la transition vitreuse est la plus pertinente. En effet, la densité reste assez faible sur l’ensemble de la colonie et, sur les bords du groupe, les manchots se sont peu mobiles. Et en présence d’une perturbation externe, comme l’irruption d’un éléphant de mer, le déplacement des oiseaux reste très localisé.

Ce comportement fluide de la colonie présente le meilleur compromis possible entre la densité et la flexibilité. Si la densité était moindre, il faudrait plus d’espace pour rassembler tous les manchots. Et une densité trop forte rendrait très difficile les déplacements au sein du groupe pour remplir les trous ou pour réagir à une menace. Ce comportement diffère de celui, par exemple, des gorfous sauteurs (Eudyptes chrysocome) qui fabriquent des nids et tendent à prendre plus de place, à l’image d’un gaz.


Source : Pour la science
Crédit : Shutterstock.com/AndreAnita

LE GUIDE Naturellement

Agenda . . .

04 - Alpes de Haute-Provence

Du 3 au 7 août
CORSO DE LA LAVANDE

Au pays des champs de lavande, très joli Corso de fleurs avec des parades de jour et de nuit, animations musicales, marché artisanale, feu d’artifice.

Comité des fêtes
1 boulevard Martin Bret
04000 Digne-les-Bains
06 34 41 86 29
www.cdf-dignelesbains.fr


05 - Hautes Alpes

Du 30 juin au 6 juillet
CHAMPIONNAT DE PARAPENTE OZONE

Compétition amicale de parapente entre les différents pilotes mondiaux et expérimentés, avec des vols dans une zone magnifique au départ de la montagne de Chabre dans la Vallée de la Méouge !

Montagne de Chabre
Châteauneuf de Chabre
05300 Val Buëch-Méouge
04 92 65 09 38


14 - Calvados

24 juin
Visite guidée "ODYSSÉE JURASSIQUE"

Partez à la découverte du monde jurassique à travers les fossiles trouvés à Villers-sur-Mer avec l’un des médiateurs scientifiques du musée. Une visite ludique et pleine de découvertes pour petits et grands. Durée : 1h00.

Paléospace
Avenue Jean Moulin
14640 Villers-sur-Mer
02 31 81 77 60
www.paleospace-villers.fr


Jusqu’au 29 février 2020
Exposition
LES REQUINS ! 430 MILLIONS D’ANNÉES D’ÉVOLUTION

Découvrez la grande diversité des requins, allant d’espèces de petites tailles, jusqu’aux poissons géants dont les dents sont plus grandes qu’une main humaine.
Cette exposition évoque également le grand danger auquel ils sont confrontés : l’Homme. Venez découvrir de nouvelles espèces et apprendre en vous amusant grâce à une fresque digitale.

Paléospace
Avenue Jean Moulin
14640 Villers-sur-Mer
02 31 81 77 60
www.paleospace-villers.fr


21 - Côte d'Or

27 mai
FÊTE DE LA NATURE ET DE LA BIODIVERSITÉ

Dans le cadre de l'opération nationale "Fête de la nature", le Jardin des Sciences organise pour la 5ème année consécutive, un après-midi festif dans le parc de l'Arquebuse. Cette manifestation est l'occasion de faire connaître et valoriser les actions de chacun en faveur de la biodiversité et de privilégier un « contact direct avec la nature.

Le Jardin des sciences
Parc de l’Arquebuse
21000 Dijon
03 80 48 82 00
www.dijon.fr


Jusqu’au 6 janvier 2019
Exposition " GRAINES"

Elles sont partout… Du petit-déjeuner au coucher, dans nos vêtements, dans notre alimentation, dans nos parcs et jardins… sans même y penser elles font partie de notre quotidien et sont un pilier de la biodiversité végétale.
Cette nouvelle exposition, très ludique, propose à tous les visiteurs de découvrir une grande variété de graines d’ici et d’ailleurs et de s’interroger sur leurs enjeux dans un contexte de changement climatique et sociétal.

Le Jardin des sciences
Parc de l’Arquebuse
21000 Dijon
03 80 48 82 00
www.dijon.fr


Du 27 mai au 3 septembre
Exposition de plein-air
"AMIS POLLINISATEURS, BIENVENUE EN VILLE !"

En ville vivent des centaines d'espèces d'insectes, dont beaucoup jouent un rôle très utile pour les humains : en butinant de fleurs en fleurs à la recherche de nourriture, ils transportent le pollen, assurant ainsi la reproduction d'un grand nombre de plantes. Ce sont des pollinisateurs !

Le Jardin des sciences
Parc de l’Arquebuse
21000 Dijon
03 80 48 82 00
www.dijon.fr


30 - Gard

Du 5 mai au 30 septembre
"O3" Rétrospective de 25 ans de l'art du cube

Nicolas GAL, peintre plasticien présentera une Dériode de création en cube, des oeuvres de jeunesse où est figurée avec les mythes méditerranéens, jusqu'à des oeuvres plus récentes dénonçant l'exil moderne lié à l'eau.

La Maison de l'eau
30122 Les Plantiers
04 66 30 36 55 / 04 66 25 83 41
www.caussesaigoualcevennes.fr


42 - LOIRE

Du 10 janvier au 31 mai
Exposition "FIBRES"

L'exposition présente l'origine, les caractéritstiques et l'utilisation de fibres végétales, animales et synthétiques que l'on retrouve dans l'industrie textile et au quotidien.
Une section consacrée à l'utilisation de fibres diverses dans la création artistiques présente des oeuvres d'Anne Mangeot et Ghislaine Berlier Garcia.

La Maison du Passementier
20 rue Victor Hugo
42650 Saint-Jean-Bonnefonds
04 77 95 09 82
www.ville-st-jean-bonnefonds.fr/-maisondupassementier-


50 - MANCHE

Du 5 février au 31 août
Exposition "SCIENCES EXTRAORDINAIRES"

"Des récits de Jules Verne aux mondes de demain". Une exposition entièrement consacrée à l’auteur et sa vision de l’univers futuriste.

Planétarium Ludiver
1700 rue de la Libération
Tonneville - 50460 La Hague
02 33 78 13 80
www.ludiver.com


18 et 19 juillet
FESTIVAL DE FUSÉES À EAU

Venez fabriquez la plus belle fusée et surtout la plus rapide !
•Ateliers de construction de fusées à eau en continu pour toute la famille
•Décollages de vos fusées dans le parc paysager

Planétarium Ludiver
1700 rue de la Libération
Tonneville - 50460 La Hague
02 33 78 13 80
www.ludiver.com


3 août
NUIT DES ÉTOILES

A l’occasion de cette soirée exceptionnelle, les visiteurs découvriront gratuitement les mystères de la voûte céleste dès 20h et tout au long de la soirée. De nombreuses animations adaptées à chaque public, ponctueront cette soirée. Des ateliers spécialement adaptés au jeune public et aux familles seront proposés.

Planétarium Ludiver
1700 rue de la Libération
Tonneville - 50460 La Hague
02 33 78 13 80
www.ludiver.com


70 - Haute-Saône

► Du 3 avril au 30 septembre
EXPOSITION « MARTIN LUTHER KING »

Maison de la Négritude et des Droits de l'Homme
25 Grande Rue
70290 Champagney
03 84 23 25 45
http://www.maisondelanegritude.fr

Lieux:

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