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Science décalée : comment les moustiques survivent aux gouttes d’eau ?

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Mauvaise nouvelle. Paradoxalement, grâce à leur poids plumes, les moustiques peuvent survivre à des chocs avec des gouttes d'eau cinquante fois plus lourdes qu'eux. Ce n'est donc pas la pluie qui va les empêcher de nous piquer. Malgré tout, cette découverte pourrait mener à des applications concrètes dans le domaine militaire, comme des drones miniatures à l'épreuve des conditions météorologiques. Si pour une fois on venait de découvrir une utilité au moustique ?

Les moustiques survivent aux gouttes d'eau. Pas si surprenant de la part d'un animal dont la larve est aquatique ! © StoneHorse Studios, Flickr, cc by nc sa 2.0

Bzzzzz. Un refrain épouvantable qui résonne juste au-dessus de nos oreilles l'été, une fois la lumière éteinte. Les moustiques, une hantise pour l'espèce humaine (et d'autres), viennent se nourrir de notre sang et nous laisser quelques petits souvenirs désagréables.

Malheureusement pour nous, les nuits pluvieuses n'exterminent pas ces insectes. Malgré (et grâce à !) leur faible poids, ils supportent sans blessure apparente les chocs avec les gouttes d'eau cinquante fois plus lourdes qu'eux. Il faudra trouver autre chose pour s'en débarrasser...

Le contexte : le paradoxe des moustiques

La sélection naturelle pousse les organismes les mieux adaptés à leur environnement à survivre et fournir leurs qualités aux générations suivantes. Les insectes semblent pourtant mal pourvus face aux colères de la nature. Mais si frêles et si fragiles qu'ils sont, ils survivent toujours aux tempêtes et aux inondations.

Prenons les moustiques, par exemple. Ils prospèrent préférentiellement dans les régions tropicales, avec certes des températures élevées mais où les pluies diluviennes sont monnaie courante. Comment ces bestioles si légères peuvent survivre à ces bombardements massifs d'eau ? Les gouttes les plus lourdes pèsent cinquante fois leur masse corporelle. Nous ne résisterions pas longtemps à une averse de pianos à queue...

Les pluies diluviennes que connaissent les tropiques sont une épreuve terrible pour les moustiques, qui pourtant y pullulent. Il y tombe plus d'eau en un seul mois que sur une année dans certaines villes françaises. © Edal Anton Lefterov, Wikipédia, cc by sa 3.0

Certains chercheurs ont planché sur le sujet mais l'étude des collisions étant très difficile, le domaine a été peu investigué. Le défi a malgré tout été relevé par des scientifiques américains du Georgia Institute of Technology qui ont voulu voir à quels moyens physiques les moustiques recouraient pour perdurer dans ces contrées... L'intégralité du contenu est accessible dans les Pnas.

L’étude : danse avec les gouttes

Les débuts ont été pour le moins hasardeux. Afin d'imiter la violence des pluies tropicales, les chercheurs sont montés au troisième étage d'un bâtiment et ont tenté de viser, avec un jet d'eau, les moustiques voletant au niveau du sol. Une technique très vite abandonnée car complètement inefficace. Il aurait fallu s'en douter...

Par la suite, des méthodes nettement plus sophistiquées ont enfin fourni les premiers résultats. Les gouttes d'eau de 3 à 5 mm de diamètre étaient produites par une pompe qui les propulsait à une vitesse classique en cas de pluie, variant entre 2 et 9 m/s (5,2 à 32,4 km/h). Les insectes étaient quant à eux mis dans une boîte, légèrement secouée au moment de l'expérience pour éviter qu'ils ne soient posés.

Les observations étaient réalisées à l'aide d'une caméra à grande vitesse. Avec ce nouveau système, la visée était plus précise même si beaucoup de tirs ne touchaient pas leur cible. Le plus souvent, les munitions qui atteignaient les diptères les frappaient au niveau des pattes ou des ailes. L'animal était déséquilibré, valdinguait sur le côté, mais reprenait très vite le cours normal de son vol. Grâce à leurs tissus hydrophobes, la goutte ruisselait le long du corps et poursuivait sa course.

Certains projectiles, cependant, les prenaient de fouet. Disloquaient-ils les insectes en 10.000 petits morceaux ? Même pas ! Tout d'abord, la légèreté (1 à 2 mg) des organismes empêchait la goutte d'eau d'éclater au moment du contact. Cumulée au pouvoir déformant du liquide, les moustiques ne devaient supporter qu'un dixième des forces contenues dans la goutte d’eau.

Plus concrètement, au moment de la collision, le moustique entamait une sorte de danse avec le projectile. Les deux fusionnaient durant un laps de temps, la goutte entraînant l'insecte vers le sol. Puis, le ballet terminé, chacun poursuivait son chemin. Le moustique avait chuté d'une distance équivalente à vingt fois la longueur de son corps (quelques centimètres) mais repartait, indemne.


Cette vidéo montre des exemples de ce qui a pu arriver aux moustiques durant l'expérience. © Andrew52987, YouTube

L'accélération reçue par la bestiole est extrêmement violente. Entre 100 et 300 g ! Au-delà de quelques g (g représentant la constante de gravitation), l'Homme risque de s'évanouir et peut même mourir. Le moustique bat là tous les records !

En revanche, en cas de pluie, l'insecte a intérêt à voler, et suffisamment haut. Car reçue au sol ou dans les premiers centimètres d'altitude, la goutte d’eau se révèle cette fois meurtrière !

L’œil extérieur : des insectes aux microdrones d’espionnage

Il y a plusieurs choses à retenir de cette étude. Premièrement, les insectes jouent avec les règles de la physique pour trouver des solutions afin de s'acclimater à leur environnement. Mais les chercheurs estiment que les différentes espèces doivent faire des compromis. Car les moustiques, s'ils résistent bien à la pluie, sont emportés par le moindre souffle de vent. Le taon, lui, plus massif, tolère mieux les rafales mais en contrepartie exècre la pluie. On ne peut pas tout avoir !

D'autres scientifiques espèrent détourner ces informations à un autre profit : le développement de robots miniatures, de la taille d'insectes, pour observer sans se faire repérer. Mais pour y parvenir, il faut développer des minidrones à l'épreuve des conditions climatiques. Et comme toujours, l'Homme s'inspire de ce que propose la nature pour y parvenir !

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