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Une partie de mon rapport de DEA
Modélisation de la mobilisation chez la fourmi. 

par nojhan le 6 mars 2003

Préparé sous la direction de : J.L. Deneubourg, chercheur FNRS et professeur a l’ULB. Dans le laboratoire : Centre d’étude des phénomènes non-linéaires et systèmes complexes, Unite d’éco-éthologie, ULB (Bruxelles)

Discussion

Nous avons analyse le rôle de trois paramètres essentiels dans la dynamique de recrutement : le volume stocke initialement et sa distribution entre les individus, leur capacite de stockage et leur distribution spatiale.

Nous avons montre comment les modifications de ces paramètres pouvaient influencer les differentes dynamiques (de sortie et de trophallaxie), notamment en agissant sur la probabilite de rencontre entre une mobilisatrice et une fourmi mobilisable suffisamment vide. Mais egalement sur le type de propagation de la mobilisation. Nous en avons distingue deux formes : en chaine et en arbre, la difference se faisant plus particulièrement sur le nombre d’individus contactes par une même mobilisatrice durant son sejour dans la chambre de mobilisation.

Un troisième element important dans la dynamique de mobilisation est la distribution spatiale des individus dans la chambre et leur reorganisation.

Ces differents mecanismes (deplacements, echanges, stockages et sorties) creent des retroactions et des regulations. Par exemple une propagation en arbre qui resulte simplement de la distribution initiale des volumes induit une dynamique des sorties de type logistique et la chambre se vide de manière progressive et inhomogène (de la sortie vers le fond). Une onde de mobilisations/sorties se propage dans la chambre, laquelle influence a son tour les sorties.

D’une manière generale, nos resultats nous suggèrent que la distribution de l’affamement chez les fourmis pratiquant le recrutement de masse est de type bimodal. En effet, c’est avec ces distributions que le comportement du modèle semble se rapprocher le plus des phenomènes observes, tant en termes de mecanismes que de reponse.

Notre modèle est deliberement simplifie. Il ne prend notamment en compte que les interactions directes par trophallaxie. Malgre cette

simplification, la diversite des dynamiques obtenues est importante et nous avons mis en evidence des resultats non intuitifs.

Ainsi, tout en ignorant le phenomène de depôt de piste, notre modèle produit des cinetiques des sorties similaires a celles observees dans un recrutement. Ce resultat n’est pas une demonstration de l’absence du rôle des pistes dans la nature, mais suggère que des mecanismes autres que la reponse a la piste (et jusqu’a present ignores) puissent jouer un rôle important dans la mobilisation. Cette hypothèse est confortee par le fait que la piste ne semble pas jouer un rôle essentiel au debut du phenomène de recrutement.

Notre etude est actuellement qualitative et a ce stade du travail, des mesures experimentales sont necessaires pour quantifier les comportements individuels que prend en compte le modèle. Ainsi, nous manquons de donnees sur la distribution des reserves, le deplacement des individus a l’interieur du nid, sur les caracteristiques des trophallaxies (temps et volume echanges) et la distribution spatiale des individus.

Nous avons vu le rôle de la distribution des reserves sur la dynamique, mais d’autres paramètres dont nous n’avons pas analyse l’influence, peuvent jouer un rôle important. Par exemple, les deplacements dans le modèle sont non orientes, on peut penser que differents gradients presents dans le nid peuvent generer des deplacements preferentiels dans une direction. De telles variations seraient a même de diminuer le poids des distributions spatiales. Il est egalement necessaire de realiser des mesures au niveau des reponses collectives et de les comparer aux predictions du modèle (dynamique de sorties et de trophallaxies, nombre de contacts,... ). De plus, une analyse de la distribution spatiale des fourmis dans le nid nous fournirait egalement des valeurs de references pour le parametrage du modèle.

Le modèle montre qu’il peut exister un phenomène d’amplification des sorties sans activite de pistage. Il existe des espèces de fourmis qui ne pistent pas et ne coordonnent pas spatialement leur activite tout en pratiquant des echanges alimentaires (Holldobler et Wilson, 1990). Notre modèle suggère que les flux de sorties après la decouverte d’une ressource chez ces espèces peuvent presenter des caracteristiques particulières.

En effet celui-ci predit que les flux de sorties pourrait suivre une evolution temporelle semblable a celle presentee par les recrutements. De plus, il serait particulièrement interessant de realiser des experiences avec des espèces qui utilisent habituellement le recrutement par piste mais où le depôt de piste serait inhibe.

Notre modèle montre qu’il y a possibilite de synchroniser les sorties simplement gr »ce aux echanges alimentaires. D’un point de vue evolutif, une telle synchronisation des sorties peut s’averer avantageuse. En effet, pour des ressources agregees dans le temps mais dispersees dans l’espace, un recrutement par piste est defavorable alors qu’une synchronisation des sorties est avantageuse.

Il apparait que plusieurs complexifications du modèle sont possibles. Ainsi, nous ne prenons en compte qu’une seule chambre de mobilisation. Pour se rapprocher de la realite biologique, on peut ajouter plusieurs chambres, avec eventuellement des relations d’echanges d’individus entres ces chambres et avec l’interieur du nid. Une modification plus importante du modèle serait la prise en compte des fourmis a l’exterieur du nid. Ainsi, les fourmis sorties vers une source de nourriture reviennent au nid après un temps de sejour exterieur variable (dependant de nombreux facteurs : distance, temps de boisson, encombrement, ... ). Ce flux de retour pourrait avoir un effet d’amplification et de renforcement de l’activite de la première mobilisatrice. Un autre ajout possible est la prise en compte de la dispersion de la nourriture sur tous les individus (et en particulier vers le couvain) a travers des trophallaxies en cascade. On peut tenter de cette fac on de comprendre l’impact des differenciations entre individus, tant au niveau spatial qu’au niveau des categories fonctionnelles.

Ces questions s’inscrivent dans une suite logique a ce travail, qui propose d’orienter certaines questions posees en ecologie comportementale vers un modèle plus simple de relations entre niveaux local et global.

Bibliographie

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Visscher, PK & Camazine S (1999) Collective decisions and cognition in bees, Nature. 397. 400.


Téléchargements


Commentaires

Par cherrinle 23 mars 2013 : Une partie de mon rapport de DEA
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Par xiaofangsle 11 mars 2013 : Une partie de mon rapport de DEA
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Par Hybrydle 30 mars 2008 : Une partie de mon rapport de DEA
Bonjour. Je suis étudiant en prépa filière MP et je réalise mon TIPE sur cet algorithme de fourmis. Je me suis restreint à l’algorithme AS. Après l’avoir compilé en Caml, je voulais vous demander quelques valeurs pour les paramètres (alpha, beta, mu). Si vous pouviez m’aider, je vous en remercie d’avance.

    Par nojhanle 31 mars 2008 : Une partie de mon rapport de DEA

    Cette page ne traite pas du tout d’optimisation, mais de simulation de comportement collectif.

    Mis à part ce détails, pour avoir des valeurs de paramètres il suffit de lire l’article des auteurs originaux, ils sont indiqués.

    Sinon, il faut tester différentes combinaisons possibles et voir quelle est la meilleure. Mais faire ça correctement nécessiterait un livre à part entière (d’ailleurs, il existe déjà).

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