Les moucherons se déplacent avec un hasard féroce, se soumettant fréquemment à des accélérations de plus de 10g, bien au-delà de la limite des pilotes de chasse, alors qu'ils plongent et plongent en essaims qui conservent encore une cohésion presque paradoxale malgré des vents violents ou de puissants courants ascendants.

Collectivement, les moucherons se déplacent très différemment des volées d'oiseaux, bancs de poissons ou troupeaux d'animaux; il n'y a pas d'ordre à leur fuite, pas de sauts orchestrés ni de changements de direction. Le mouvement des moucherons est complètement aléatoire, et peut être étonnamment éprouvant.

"Heureusement pour les moucherons, les cerveaux d'insectes ne se déplacent pas dans le crâne, " note Andy Reynolds, un physicien de Rothamsted Research qui étudie le vol des insectes pour le programme Smart Crop Protection de l'institut. Ses dernières découvertes sont publiées aujourd'hui dans le journal de la Royal Society, Interface .

Le but est de prévoir, à la précision "au niveau du code postal", où les parasites en suspension dans l'air, comme les pucerons, apparaîtra ensuite. Outre la dynamique de vol complexe, il y a le problème qu'un tel comportement n'a pas été observé directement, par l'expérimentation, afin que les modèles potentiels puissent être affinés.

"Au lieu, nous avons des mesures de profils de densité aérienne et des statistiques de vitesse, " dit Reynolds. Il a utilisé ces données "simples", dans un article associé publié l'année dernière, formuler une théorie sur le comportement en vol que des collaborateurs de l'université de Stanford ont pu vérifier expérimentalement.

"Nous avons montré que l'on peut vraiment déduire les comportements de vol des insectes à partir de la plus simple des observations, " dit Reynolds. Ses dernières recherches poussent la théorie beaucoup plus loin. Il a conçu un modèle simple qui prédit les propriétés étranges des essaims de moucherons observés plus tôt.

« Les moucherons tirent fréquemment 10 g ou plus ; déplacez un essaim (avec une rafale de vent) et il se comporte comme un solide malgré tout cet espace vide ; l'essaim se compose d'un noyau interne dense et d'une phase vapeur externe avec des propriétés thermodynamiques étranges, " note Reynolds.

"La théorie peut également expliquer pourquoi les essaims de laboratoire et les essaims naturels se comportent différemment - en raison de l'impact des conditions météorologiques, " ajoute-t-il. " Il semble remarquable que toute cette complexité puisse être déduite des ingrédients les plus élémentaires. "

La base de ses modèles mathématiques est une "physique à l'ancienne" sous la forme de l'équation de Langevin, qui date de 1908 et décrit le mouvement brownien, le mouvement aléatoire de particules en suspension dans un fluide.

"Comme d'autres équations bien établies, il y a eu de profonds changements dans notre compréhension des contextes dans lesquels elle est valable, et les raisons de sa validité, " dit Reynolds. " Les moucherons sont le dernier exemple d'un tel changement dans notre compréhension. "

Il ajoute :"L'équation montre que les essaims de moucherons sont effectivement liés entre eux par des forces de type gravitationnel et se comportent donc beaucoup comme des amas d'étoiles."

Reynolds est convaincu que les modèles mathématiques peuvent capturer le comportement des insectes en suspension dans l'air et prévoir comment les ravageurs se disperseront. « Prédire le comportement d'un seul puceron est beaucoup plus facile que de prédire le comportement d'un essaim ; si nous pouvons si bien faire ce dernier, nous pouvons faire le premier malgré le manque de données, " il dit.