Dans un organisme collectif, le stress est un élément perturbateur. Mais il permet l’adaptation. En étudiant le comportement de bancs de poissons sous l’effet du stress, des chercheurs toulousains ont montré leur capacité d’auto-organisation. Un modèle qui pourrait s’appliquer aux essaims de drones autonomes.
Dans les aquariums, les petits poissons Hemigrammus rhodostomus, plus connus sous le nom de Tétra Nez rouge, se déplacent en bancs, un ballet toujours fascinant. Sur la base d’expressions mathématiques, des scientifiques toulousains ont choisi d’étudier comment ils ajustaient leur comportement de manière collective face à un changement soudain dans leur environnement.
Depuis plus de dix ans, Clément Sire, directeur de recherche CNRS au Laboratoire de physique théorique (LPT), et Guy Théraulaz, directeur de recherche CNRS au Centre de recherche sur la cognition animale (CRCA/CBI), mesurent les interactions sociales chez les poissons grâce à des modèles mathématiques qui reproduisent les comportements collectifs.
Le groupe de poissons se comporte comme un super organisme
Pour cette dernière étude, publiée dans la revue PRX Life, ils se sont attachés à comprendre comment les bancs de poissons réagissent aux perturbations. L’expérience a consisté à exposer les poissons à des changements soudains de lumière, ce qui représente un stress environnemental.
Sous l’effet du stress, les poissons modulent leurs interactions sociales pour se rapprocher d’un état critique, soit l’état où, en physique, le système devient très sensible aux changements. “Ce qui s’applique à un système physique s’applique aussi à un groupe de poissons. L’information va se propager rapidement et le groupe va se comporter comme un super organisme”, explique Guy Theraulaz. Dans leur expérience, les deux chercheurs constatent que les poissons n’ont pas besoin de changer toutes leurs interactions. Il leur suffit de s’ajuster avec seulement deux voisins dans le groupe pour générer une réponse collective efficace. Le stress, en tant que facteur perturbateur, a joué son rôle en incitant les poissons à s’auto-organiser pour s’adapter.
“Un système capable de s’auto-organiser sans qu’il soit besoin de lui donner un ordre”
“Nous essayons de transposer ça dans des essaims de drones, en travaillant avec l’ENAC (École nationale de l’aviation civile). On pourrait construire un système artificiel doué d’une intelligence collective, c’est-à-dire capable de s’auto-organiser sans qu’il soit besoin de lui donner un ordre. Par exemple, face à un obstacle imprévu, l’essaim peut se réorganiser spontanément. Il n’est pas nécessaire d’avoir de supers ordinateurs, il suffit que chaque élément sache où se trouvent les deux autres éléments les plus proches. Comme dans le banc de poissons, l’objectif est que la charge cognitive soit minimale pour que le système reste robuste”, complète Clément Sire.