A10 Interférence dans les hauts-fonds

Topique

L'interférence au sein d'un banc de poissons désigne la perturbation des mécanismes physiques qui assurent la cohésion, la coordination et la synchronisation de ses membres. Cette perturbation peut être d'origine externe – par exemple, de fortes perturbations hydrodynamiques, un bruit acoustique intense ou des champs électromagnétiques anormaux – ou interne, lorsqu'un individu malade ou blessé nage à une vitesse ou selon une trajectoire anormale, perturbant ainsi les signaux de courant utilisés par le reste du banc pour coordonner ses mouvements. La cohésion du banc, que l'interférence finit par rompre, repose normalement sur trois types de signaux échangés par chaque individu avec ses voisins : des signaux visuels, qui indiquent la position et la vitesse relatives des voisins ; des signaux hydrodynamiques, que chaque individu détecte grâce à sa ligne latérale à partir des perturbations de courant générées par les poissons environnants ; et des signaux acoustiques, produits par les mouvements de nage de chaque individu. Une forte perturbation hydrodynamique, comme l'onde de pression générée par le passage d'un navire, peut perturber temporairement le champ de vitesse au sein d'un banc, annulant les signaux de courant nécessaires à la ligne latérale de chaque individu pour s'orienter par rapport à ses voisins. Il en résulte des réponses d'alarme asynchrones entre les différents individus du banc.

Le degré d'alignement du banc – la coordination avec laquelle le groupe nage dans la même direction – peut être décrit par un paramètre d'ordre variant d'une valeur maximale, lorsque tous les individus nagent en parfait alignement, à zéro, lorsque les mouvements du groupe deviennent totalement désordonnés. Lorsqu'un bruit angulaire supplémentaire affecte simultanément tous les individus du banc, comme lors d'un choc acoustique soudain, ce paramètre d'ordre peut chuter brutalement de sa valeur maximale jusqu'au désordre total. Cette chute se produit en un temps caractéristique inversement proportionnel à l'intensité du bruit externe : plus le choc acoustique est intense, plus l'ordre du banc s'effondre rapidement.

Après la disparition du bruit externe, le banc de poissons ne reste pas désorganisé : il se réorganise selon la même dynamique qu'un groupe désordonné retrouve spontanément son état ordonné, jusqu'à ce que le paramètre d'ordre du banc retrouve sa valeur d'alignement maximale initiale, bouclant ainsi le cycle entre désorganisation et réorganisation. Le temps nécessaire à cette réorganisation augmente avec le nombre d'individus dans le banc et diminue avec la force du couplage entre ces individus, c'est-à-dire la mesure dans laquelle chacun tend à imiter la direction de nage de ses voisins.

Cette relation entre la taille du banc et le temps de réorganisation engendre des comportements contrastés selon le type de perturbation : les bancs plus importants résistent mieux aux perturbations localisées, grâce à la plus grande inertie collective conférée par un plus grand nombre d'individus. Cependant, ce sont précisément ces grands bancs qui mettent plus de temps à se réorganiser lorsqu'une perturbation globale, telle qu'un choc acoustique affectant l'ensemble du groupe, a rompu leur cohésion. Ainsi, le nombre d'individus qui assure initialement la cohésion, la coordination et la synchronisation du banc – décrites au début de ce modèle – détermine également le temps nécessaire au groupe pour les retrouver après une perturbation.

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