Dissolution d’un banc de poissons dans un environnement complexe

Les poissons forment des bancs dans des milieux très variés tels que la pleine mer au milieu des coraux ou dans des rivières rocailleuses. Certains environnements naturels sont encombrés, il est intéressant de comprendre à quel point la structure collective de banc résiste à la complexité du milieu. Des scientifiques du LIPhy ont montré l'existence d'une transition comportementale lorsque l'environnement de poissons-zèbres devient trop encombré.

L'étude des mouvements collectifs permet de mieux comprendre les structures dynamiques résultant de l'auto-organisation de groupes d'individus. L'étude des bancs de poissons s'inscrit dans cette démarche. L’organisation en banc des poissons est remarquable car elle se forme dans des milieux très variés tels que la pleine mer ou au milieu des coraux. Les travaux de recherches précédents s'étaient concentrés sur l'étude des bancs dans des milieux simples, sans obstacles. Dans ce travail, une équipe du LIPhy a utilisé une approche mêlant expérience et modélisation pour étudier l’impact d’un milieu complexe sur l’organisation collective d'un banc de poissons. Pour cela, ils ont suivi les trajectoires individuelles d'un petit groupe de poissons-zèbres en présence de densités d'obstacles variables. La structure du banc de poissons s’est révélée assez résiliente à l’introduction d’obstacles, gardant une organisation similaire à celle observée en l'absence d’obstacles. Toutefois, lorsque les obstacles atteignent une densité critique, la structure de banc disparaît et les poissons se comportent comme s'ils étaient isolés, s’alignant avec les obstacles et non plus avec leurs congénères. Cette densité correspond à une distance entre obstacle proche de la distance typique entre les poissons dans un banc non perturbé, c'est à dire leur distance sociale naturelle. Grâce à un modèle statistique, les ingrédients de cette transition comportementale, de collectif à indépendant, ont pu être analysés en détail. L’équipe du LIPhy montre ainsi qu’un environnement complexe peut avoir une influence importante sur le comportement collectif des poissons et que la distance sociale est critique pour maintenir un comportement collectif dans un environnement complexe. Ces résultats contribuent au domaine naissant de matière active et cognitive et plus largement à l’étude des comportements d’animaux ou à la robotique en essaim par biomimétisme.