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Les abeilles sont de brillantes architectes : mais comment font-elles ?

Plus l'on s'intéresse aux abeilles, plus l'on découvre la complexité de leurs pratiques et de leurs moyens de communication. Par exemple, des exploratrices partent chercher un emplacement de ruche ou d'une source de nourriture puis, lorsqu'elles ont identifié ce lieu, indiquent de manière très précise l'emplacement à leurs consœurs grâce à des motifs géométriques. Elles sont également de brillantes architectes, en attestent leurs ruches fascinantes composées de cellules parfaitement hexagonales, d'une régularité rare dans le monde animal. Elles parviennent même à réduire les matériaux de construction tout en maximisant l'espace de stockage utilisable.

Et en matière architecturale, les abeilles se débrouillent également très bien, même face à l'adversité. « Cette étude les présente comme des architectes tout aussi compétentes lorsqu'il est impossible de construire des treillis parfaits », introduisent justement des travaux de recherche publiés en août 2021 dans la revue PNAS.

Cette équipe scientifique, constituée d'un biologiste spécialisé dans le comportement animal et de deux ingénieurs, a mobilisé un système automatisé de traitement d'image pour analyser les irrégularités présentes dans les ruches. L'objectif : découvrir les « défis de construction » auxquelles sont confrontées les abeilles, et les méthodes qu'elles utilisent pour les résoudre.

Les ruches sont construites avec une combinaison de techniques

Il se trouve que toutes les ruches ne sont pas parfaites, car certains endroits où elles sont construites posent des contraintes importantes, qui empêchent une régularité dans les treillis hexagonaux ou rendent difficile la maximisation de l'espace intérieur. Grâce au traitement des images, l'équipe de recherche a découvert que les abeilles combinent plusieurs techniques pour dépasser ces contraintes : elles construisent des cellules de taille intermédiaire, auxquelles elles donnent parfois des motifs réguliers mais aux formes irrégulières, et elles procèdent à des modifications graduelles de l'inclinaison des cellules.

Cette irrégularité qui vise à résoudre les problèmes a sa propre logique. Les espaces qui mettent au défi les abeilles, là où elles ne peuvent pas construire des treillis hexagonaux parfaits, ne sont pas simplement remplis par des motifs aléatoires pour combler le vide. On y retrouve des combinaisons logiques de cellules différentes : par exemple, des paires régulières de cellules à cinq côtés associées à des cellules à sept côtés. C'est d'ailleurs le même type d'exception que l'on retrouve dans le graphène, un cristal aux motifs hexagonaux avec parfois des motifs à sept côtés sur ses côtés.

Les abeilles savent anticiper

Mais l'étude met surtout en évidence une capacité encore plus fascinante des abeilles ouvrières : l'anticipation. Tout au long de la construction, elles prévoient les obstacles qu'elles vont rencontrer, combinant de petits ajustements locaux les uns après les autres. Elles prévoient le coup, tout en s'adaptant au fur et à mesure. Anticiper leur évite de grands changements structurels par la suite car, dès la fabrication, tout est structurellement bien agencé.

Cette étude rappelle que les abeilles n'agissent pas en automates, ni en obéissant à un instinct préprogrammé. D'autant que la construction de la ruche est répartie en différentes unités d'ouvrières et à des endroits différents du lieu de fabrication ; les unités avancent leur partie de la ruche jusqu'à ce qu'elles se rejoignent toutes au centre. Cette nouvelle étude montre que, au fil de ce processus, les abeilles font finalement preuve d'une grande flexibilité. Les irrégularités de construction (cellules plus petites, aux formes et inclinaisons différentes, etc.), et les techniques qui expliquent leur existence, « mettent en évidence le rôle actif que les ouvrières jouent dans la formation de leur nid et les véritables capacités architecturales des abeilles », écrivent les auteurs.