Modélisation de l'évolution d'une horde de manchots
dans des conditions climatiques extrêmes
                                                     

Résultats
Version détaillée :



Représentation

      Voici pour une étape donnée de la simulation, les deux représentations utilisées :

                             

      Pour chacune d'elles, le même code couleur est utilisé avec les zones les plus froides en bleu et les plus chaudes en rouge. Sur la deuxième image, le code couleur est calculé en fonction du critère Heatloss permettant de repérer les manchots qui ont le plus froid. Les conclusions énoncées ci-dessous sont issues du premier modèle pour lequel le polygone utilisé est celui passant par le centre de gravité de chaque manchot frontalier.


Tendances générales

      Vous pouvez visualiser quelques simulations sur la page Vidéos de simulations. Nous avons effectué de nombreuses simulations en modifiant deux paramètres : le nombre de manchots et la force du vent (par le biais du nombre de Péclet). Chaque fois, le même phénomène apparait. Il se décrit en 3 étapes principales :
  • Dans un premier temps, la horde voit son contour se régulariser.
  • Ensuite la horde a tendance à s'allonger.
  • Une fois la forme allongée obtenue, le groupe de manchot avance sur la banquise dans le sens du vent.
      Les images ci-dessous représentent une même horde durant son évolution.



Note : On remarque que même si on ajoute un aspect aléatoire à la simulation sur le critère Heatloss (voir les vidéos de simulations), la horde garde sa tendance à se déplacer dans le sens du vent, pour preuve la simulation avec la variable aléatoire majorée à 100%.


Évaluation de la stratégie des manchots

      Grace aux relevés effectués à chaque étape et pour chaque oiseau, nous disposons de quelques marqueurs permettant de juger de l'efficacité de la stratégie des manchots. Nous avons par exemple étudié l'évolution du Heatloss maximal relevé au sein de la horde à chaque étape. Voici le graphique obtenu :

               

      Nous constatons que le Heatloss maximal tend à augmenter au cours du temps. Cela est dû au fait que la horde est plus allongée et que souvent le manchot se trouvant le plus à gauche ne possède plus beaucoup de voisins au bout d’un certain temps de simulation. Nous nous sommes intéressés de la même manière à la valeur du Heatloss moyen obtenu à chaque étape au sein de la horde. Nous n’avons remarqué aucune tendance explicite car ce taux était trop fluctuant. On peut alors en conclure que la stratégie individuelle de chaque manchot ne permet pas à la horde de réduire son exposition au vent de manière globale au cours du temps.


Résultats obtenus avec le second modèle

      Nous rappelons que nous avons testé un autre modèle pour lequel le polygone utilisé décrit le contour de la horde et ne passe plus par les centres de gravité des manchots. À notre grande surprise, les résultats obtenus sont sensiblement différents. En début de simulation, la horde gagne une forme régulière (comme c'était le cas avec le premier modèle). Seulement, la forme otenue est bien plus régulière que dans le cas précédent. Il s'agit en fait d'un gros hexagone formé par le groupe de manchot. Une fois cette forme atteinte, la horde avance sur la banquise dans le sens du vent mais il n'y a pas de phénomène d'allongement.

      Notons qu'avec ce modèle, nous sommes parvenus à une situation de blocage lorsque le nombre de manchots était de 100 et quelque soit la force du vent. En effet, une fois la forme régulière atteinte, la horde n'évoluait plus. Il n'y a plus qu'un seul oiseau qui se déplace en occupant deux positions à tour de rôle (numérotées 1 et 2 sur la figure).




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