Sujet : Vitesse de groupe et vitesse de phase d’une propagation d’onde de surface dans un milieu granulaire : la réponse du fourmilion

Encadrant : Vincent Lorent

Descriptif :

Le sujet expérimental consiste à examiner la réponse d’un fourmilion dans son état larvaire à une vibration transmise dans le sable, cette vibration reproduisant le passage d’un fourmi à proximité de son piège. Il a été établi par nous que les fourmilions sont sensibles à des vibrations de très petites amplitudes, de l’ordre du dixième de nanomètre, si celles-ci reproduisent la séquence temporelle du passage d’une fourmi : l’intervalle de temps entre deux impulsions est typiquement de 40 millisecondes et la durée de l’impulsion est de l’ordre de 350 microsecondes. L’onde transportée a une fréquence centrale de 1200 Hz. 

Nous nous interrogeons à présent sur la capacité du fourmilion à identifier la position de sa proie (le fourmilion étant dissimulé sous le sable, seuls ses récepteurs mécano-sensoriels sont en jeu). Le comportement du fourmilion est très exploitable en cette matière car celui-ci projette du sable dans la direction de la dite proie ; ceci a été confirmé par plusieurs expériences.

Nous proposons au fourmilion une onde quasi plane simulant le passage d’un arthropode. Cette onde est produite par une barrette linéaire de transducteurs électro-optiques, chacun de ces transducteurs étant commandé, par rapport à son voisin, avec un délai temporel. Le résultat est une propagation d’une impulsion perpendiculaire à la barrette avec un front de phase incliné par rapport à cette direction. Le fourmilion est ainsi devant le choix de réagir à l’arrivée d’un signal parce qu’il perçoit son arrivée identifiée par sa vitesse de groupe ou parce qu’il perçoit la propagation de la phase associée au paquet d’onde par sa vitesse de phase, cette dernière étant distincte de la première par son module et son orientation. C’est la distinction en orientation entre vitesse de phase et vitesse de groupe qui fait l’intérêt de cette expérience : la projection du sable par le fourmilion dans une direction opposée à l’un ou l’autre de ces vecteurs vitesses sera une manifestation non ambigüe de l’interprétation de ce signal. 

Dates : 6,7 et 14 septembre, monôme ou binôme

Lieu : LPL, université Paris13