Quelles sont les interactions entre un serpent qui nage et l’eau environnante ?
La principale méthode de locomotion d’un serpent sur terre est son oscillation périodique très caractéristique. Sous l’eau, ses déplacements peuvent être plus complexes grâce à la possibilité de se déplacer dans les 3 dimensions mais une oscillation est toujours présente. La morphologie allongée et sans membres des serpents a été conservée pendant plus de 100 millions d’années d’évolution et à travers plus de 3000 espèces et plusieurs lignées de serpents ont évolué de manière indépendante vers un retour à la vie aquatique. Il est possible d’observer des phénomènes contre-intuitifs comme par exemple la possibilité d’avoir un serpent terrestre ayant une meilleure performance athlétique qu’un serpent aquatique. Certaines questions se soulèvent alors, notamment à quel point la nage ondulatoire des serpents est-elle efficace ?
Le but principal de ce projet doctoral est de caractériser l’hydrodynamique de la nage des serpents en 3 dimensions. L’interaction entre l’eau et de nombreuses espèces de serpents sera étudiée de manière expérimentale grâce à un système de Particle Image Velocimetry. Ce système permet de mesurer les déplacements d’eau autour du serpent qui nage et d’obtenir des champs de vitesses. Il est ainsi possible d’étudier la morphologie et les comportements du sillage des serpents. Une hypothèse à vérifier ou infirmer est que l’adaptation du serpent à un environnement aquatique est caractérisée par sa capacité à réduire ses profils de traînée et donc augmenter son efficacité.
Ce projet pluridisciplinaire à l’interface entre la biomécanique et l’hydrodynamique vise à (1) établir une base de données de champs de vitesses de serpents variés (morphologie, mode de vie, etc.) et (2) de caractériser leurs comportements hydrodynamiques et d’estimer leur différence d’efficacité de nage.
Doctorant au sein de l’équipe BIOMIM (PMMH) et MECADEV (MNHN)
Encadrants : Ramiro Godoy-Diana (PMMH), Anthony Herrel (MNHN) et Xavier Bonnet (CEBC)
École doctorale : EDPIF (Sorbonne Université).
Financeurs : programme doctoral IPV (Sorbonne Université), ANR DRAGON2 (ANR-20-CE02-0010).
vincent.stin(at)espci.fr
