Modèle comportemental de la dynamique de construction de la structure épigée du nid chez la fourmi Lasius niger : approches expérimentales et théoriques

摘要

La structure épigée du nid de la fourmi Lasius niger, prise comme un exemple typique des structures alvéolaires construites par les insectes sociaux, résulte de l'accumulation d'actes individuels de prise, de transport et de dépôt de matériau. Nous montrons expérimentalement que ces structures émergent d'une coordination indirecte des actes de prise/dépôt par l'activité précédente : les dépôts sont plus fréquents dans les zones de forte densité, et les prises dans les zones de faible densité. Il s'agit donc d'une dynamique auto-organisée où des boucles de rétroaction amplifient des premiers dépôts aléatoires. Au cours du temps, la surface de la structure devient alvéolaire, et le déplacement des fourmis peut être affecté par ses déclivités et ses courbures. A ce stade, le processus de construction présente donc un double couplage de la structure avec d'une part les décisions comportementales de prise et de dépôt, et d'autre part le déplacement des fourmis. Pour ce dernier, nous proposons le modèle du Marcheur de Boltzmann généralisé qui intègre ces effets d'orientation par la structure. Nous proposons enfin une formulation intégrale des échanges de matériau entre points du système, qui intègre tous ces éléments. Ce formalisme confirme le critère d'émergence obtenu par l'analyse linéaire de stabilité classique sur la phase initiale et permet de comprendre les mécanismes essentiels de cette dynamique, en lien direct avec la représentation du phénomène en termes de comportements individuels.