Comportements collectifs d'animaux et physique hors-équilibre - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2003

Comportements collectifs d'animaux et physique hors-équilibre

Résumé

This dissertation presents two-dimensional out-of-equilibrium stochastic models of animal collective motion. The aim of the study is not a realistic description but, rather, the understanding of a few minimal components. In the first part, we study how a uniformly space-distributed population achieves macroscopic motion. Two transitions are observed and entirely characterized. One is second order, the second is first order. At the threshold, the diffusion is anomalous, and this allows the description of an experiment of passive beads in a bacterial bath. The second part is devoted to the study of cohesive animal groups of arbitrary structure : fixed or in motion, with or without internal order. We define each phase by its diffusive, cohesive, microscopic, and macroscopic properties. We show the existence of infinite cohesive herds in a open space and we draw the related phase diagram. Lastly, we show that, at the onset of collective motion, the internal order of the herd is destabilized, leading to some astonishing and complex structures.
Cette thèse présente des modèles bi-dimensionnels stochastiques de physique hors d'équilibre décrivant les mouvements collectifs d'animaux. Le but n'est pas la simulation réaliste mais la compréhension d'un petit nombre d'ingrédients. Dans la première partie, nous étudions la mise en mouvement d'une population uniformément répartie dans l'espace. Deux transitions, ou du second ordre , ou discontinue, sont observées et entièrement caractérisées. Au point de transition, la diffusion est anormale, ce qui nous permet de modéliser une expérience de traceurs passifs dans un bain de bactéries. La seconde partie est dédiée à l'étude des troupeaux, fixes ou mobiles, avec un ordre interne ou sans. Nous définissons chacune des phases par leurs propriétés microscopiques et macroscopiques de cohésion et de diffusion. Ainsi nous montrons que ces modèles autorisent l'existence de troupeaux cohésifs arbitrairement grands sur un espace ouvert et nous dessinons le diagramme des phases associé. Enfin, nous montrons que l'ébranlement des troupeaux déstabilise leur structure interne et produit des formes surprenantes et complexes de petits troupeaux reliés par des filaments.
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Dates et versions

tel-00002435 , version 1 (20-02-2003)

Identifiants

  • HAL Id : tel-00002435 , version 1

Citer

Guillaume Grégoire. Comportements collectifs d'animaux et physique hors-équilibre. Physique [physics]. Université Paris-Diderot - Paris VII, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00002435⟩
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