Des physiciens établissent une loi physique universelle de la nage

Mederic Argentina, Professeur des universités en physique à l’institut non linéaire de Nice, a démontré avec deux collègues de l’Université d’Harvard, que la nage de tous les organismes visibles à l’œil nu suit une loi physique universelle. Les résultats de ces travaux ont fait la couverture du mois d’octobre de la revue Nature Physics.
Des physiciens établissent une loi physique universelle de la nage

Raie Manta

Les animaux nagent en déplaçant le liquide qui les entoure, à l’aide d’un mouvement ondulatoire régulièrement alimenté par des contractions musculaires savamment orchestrées.

La différence morphologique évidente entre un poisson rouge, un crocodile, un pingouin ou une baleine semble interdire l’existence d’une loi universelle de prédiction de la vitesse de nage. Cependant, en utilisant des principes hydrodynamiques simples, Mederic Argentina, Physicien à l’Institut Non Linéaire de Nice (CNRS/Université Nice Sophia Antipolis) et ses collègues M. Gazzola et L. Mahadevan de l’Université de Harvard, ont mis en évidence une loi d’échelle universelle, caractérisée par la taille du nageur, l’amplitude et la fréquence de battement de l’organe propulsif. Un millier de valeurs de vitesse et de cinétique de nage — extraites de la littérature expérimentale — sont prédites avec ce modèle, qui fonctionne sur plus de 8 ordres de grandeur du nombre de Reynolds, qui mesure le rapport entre l’inertie et les forces visqueuses de l’eau.

Ces résultats sont également corroborés par des simulations numériques de nageurs. Ce sont ainsi les vitesses de larves, de poissons, d’oiseaux amphibies, de reptiles et de mammifères qui sont calculées avec succès. Les chercheurs démontrent ainsi que la nage est gouvernée par des lois hydrodynamiques simples, malgré l’étalement phylogénétique considérable de tous ces organismes.

Pour aller plus loin : http://www.cnrs.fr/inp/spip.php?article3223