image: This is a simulation of a school of a hundred fish. Flow lines are shown in grey, while the color of the fish denotes their speed (red for the fastest and blue for the slowest). view more
Credit: Audrey Filella/Aix-Marseille Université
Les bancs de poissons offrent un exemple fascinant de comportement collectif dans lequel le groupe se coordonne sans avoir besoin de leader. Par le passé, de nombreuses modélisations informatiques ont montré que ces mouvements collectifs peuvent émerger à partir de règles simples : chaque individu tend à saligner avec ses voisins et à aller vers eux en évitant dentrer en collision. Mais jusquà aujourdhui, le rôle de lécoulement de leau entre les poissons navait jamais été questionné.
Pour étudier cette question, un groupe de mécaniciens des fluides de lInstitut de recherche sur les phénomènes hors équilibre (CNRS/Aix-Marseille Université/Centrale Marseille) et de physiciens du Laboratoire de physique théorique (CNRS/Université Toulouse III-Paul Sabatier)* a mis au point un modèle original intégrant la dynamique de lécoulement au sein dun banc comptant des centaines de poissons. La trajectoire de chaque individu est gouvernée par des règles classiques dattraction et dalignement, auxquelles sajoutent des effets de translation et de rotation dus à lécoulement que génèrent les autres poissons.
Ce nouveau modèle a permis de mettre en évidence un effet surprenant de linteraction entre les poissons et le fluide autour deux : lorsquils sont en banc, les poissons dépensent moins dénergie grâce à un effet « daspiration » produit, en moyenne, par lensemble des poissons. Cet effet avantageux des bancs avait déjà été postulé, mais on pensait que les poissons devaient se placer dans une configuration bien précise pour en bénéficier. Ici, les chercheurs ont montré que cet effet est présent même lorsque le groupe de poissons semble désordonné.
Léquipe de recherche prévoit maintenant daffiner son modèle pour rendre compte dautres éléments qui influencent la dynamique du banc, tels que les vortex que produisent les poissons dans leur sillage.
* Ont également collaboré des chercheurs du Department of Mechanical, Electrical and Manufacturing Engineering, Loughborough University (Royaume-Uni) et du laboratoire Aerospace and Mechanical Engineering, University of Southern California (Etats-Unis)
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