Dans le sillage des canetons surfeurs

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A chaque rentrée, l’attention du monde entier se tourne vers la Suède dans l’attente des nominations des prix Nobel d’octobre. Pour traverser ce suspense haletant, les plus impatients peuvent s’intéresser en septembre à la remise des prix Ig Nobel. Créés en 1991 par le magazine d’humour scientifique Annals of Improbable Research, ces prix « ignobles » récompensent chaque année les avancées scientifiques qui « font d’abord rire avant de faire réfléchir ».

En comparaison du prix Ig Nobel de biologie, qui étudie comment la constipation obère les perspectives amoureuses des scorpions, le prix de physique ravira plus certainement nos chères têtes blondes. En effet, il répond à la question que beaucoup se sont posée un jour : pourquoi dans l’eau les canetons suivent-ils très souvent leur maman à la queue leu leu ?

On a l’habitude de voir ce genre de comportement chez les oiseaux et les cyclistes, qui se placent ainsi pour concentrer la force de résistance de l’air sur les individus de tête et faciliter le travail des suivants. Il était donc tentant d’invoquer la même raison pour les petits canards ! En 1994, le biologiste britannique Frank Fish a en effet confirmé par des mesures métaboliques que la nage en ligne des canetons réduit l’effort global du groupe, sans pour autant en expliquer le mécanisme.

Sans avoir vu Hawaï

Il aura fallu attendre 2021 et une collaboration sino-britannique pour comprendre – à la fois d’un point de vue théorique et en utilisant des simulations numériques – que le plus important n’est pas la réduction de la friction du caneton avec l’eau (ni a fortiori avec l’air). Ce qui compte est d’optimiser la déformation de la surface de la mare. Un solide qui se déplace sur un liquide crée un sillage à sa poupe (à ne pas confondre avec la vague d’étrave, à l’avant), une suite de vagues dont la hauteur et la périodicité spatiale dépendent de la forme et de la vitesse de l’objet en déplacement.

Les chercheurs ont montré que ce sillage créé par leur mère stimule les talents de surfeurs des canetons : sans avoir vu Hawaï, ils savent se positionner de manière optimale par rapport à ces vagues pour être tirés en avant par elles. L’effet semble si efficace que les trois petits de tête n’ont presque jamais besoin de pagayer pour se mouvoir.

En se synchronisant, les canetons créent des vagues interférant avec celles de la mère, de telle sorte que l’énergie cinétique bénéficie aux frangins de l’arrière

Beaucoup de canards ont cependant des familles nombreuses, dépassant les trois enfants. Pour autant, on n’observe pas de « prise de relais » où les canetons de tête iraient un peu pagayer, pardon, palmer à l’arrière, à la place d’un frère, ou d’une sœur, fatigué. Cela tient au fait que nos champions utilisent une deuxième astuce, démontrant qu’ils sont aussi doués en mécanique des fluides : en se synchronisant, chacun crée des vagues interférant avec celles de la mère de telle sorte que l’énergie cinétique reste concentrée sur la ligne de nage et bénéficie aux frangins de l’arrière. Ainsi, même si les trois premiers sont avantagés, les vagues du sillage arrière restent suffisamment hautes pour que toute la couvée puisse surfer efficacement.

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