Préparation des fourmis avant les expériences

Les fourmis destinées à être utilisées pour une expérience de creusement sont prélevées et conservées hors de leur colonie d’origine 24 heures avant le début de l’expérimentation. Elles sont conservées durant cette période dans un bac intermédiaire (29_×16_×3,5cm) contenant aussi des tubes nids et des tubes de sucre, et dont les parois sont couvertes de Fluon®. Ce protocole permet notamment de remplacer avant le début de l’expérience les ouvrières qui auraient pu décéder suite à leur isolement du reste de la colonie. La littérature ne fait nulle part mention d’un effet délétère du creusement sur les excavatrices, mais mentionne les besoins énergétiques élevées (Sudd & Franks,1987;Mikheyev & Tschinkel,2004) et les effets de fatigue qui en résultent (Rasse,1999). Les ouvrières ayant déjà participé à une expérience ne sont donc pas réutilisées ultérieurement.

2.3. Dispositifs expérimentaux

Le dispositif de creusement horizontal en deux dimensions (2D) est com-posé d’une aire de creusement dans laquelle les fourmis excavent (Fig.2.1), et d’un caisson servant à l’acquisition des données.

L’aire de creusement est constituée de deux vitres carrées (42_×42cm) entre lesquelles est intercalée une couche de substrat de creusement de

Figure 2.1.:Vue éclatée de l’aire de creusement en en deux dimensions à l’ho-rizontale. La prise de vue se fait par le dessous du dispositif. La grille de dépouillement a été utilisée pour le Chapitre5. La vitre du fond est opaque (noire) pour permettre un traitement informatique automatisé des clichés qui sont pris du nid (cf.2.5.1).

2 mm d’épaisseur. Les rebords de l’aire sont délimités par des lames de verre (h= 2mm). Un trou est percé au centre de la vitre supérieure qui est opaque, permettant aux fourmis d’accéder à l’aire de creusement.

Une fois l’aire de creusement remplie du substrat, elle est déposée sur le haut du caisson. Celui-ci contient dans sa partie supérieure 8 néons dont les tubes sont entourés de film plastique rouge (Lee Filters®, Ref. 106). Ce type d’éclairage permet d’obtenir une bonne homogénéité lumineuse sur

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toute l’aire et produit une lumière rasante qui accentue lors de la prise de vue le contraste entre les galeries et le substrat non creusé.

Les néons ne s’allument que de manière temporaire et à intervalle régu-lier – 10 secondes toutes les 10 minutes –, l’aire de creusement étant dans l’obscurité le reste du temps. La caméra située au fond du caisson (c.-à-d. sous l’aire de creusement) est pilotée par un programme synchronisé avec le mécanisme d’allumage de la lumière. Un cliché du nid est pris à chaque allumage.

L’aire de creusement posée sur le haut du caisson est surmontée d’un couvercle permettant de la placer dans l’obscurité totale, et qui présente sur le dessus une arène circulaire pour accueillir les ouvrières durant les expériences. Le diamètre de cette dernière est déterminé par le nombre de fourmis introduites en début d’expérience, de façon à conserver une densité en individus fixe (densité_≈0,66 fourmis/cm2; 50 individus :�= 10cm ; 300 individus :�= 24cm). Cette arène, dont les parois sont enduites de Fluon®, est percée en son centre d’un trou qui permet le passage des indi-vidus de l’arène à l’aire de creusement via un tube plastique (�= 1,1cm ;

L = 1,9 cm). Ce tunnel de passage est toujours rempli de sable humide, nos essais nous ayant montré que cela permet une initiation plus rapide du creusement.

2.3.2. Creusement vertical

L’étude a été réalisé à l’aide d’une aire de creusement en deux dimen-sions (Fig.2.2) composée de deux vitres carrées (20×20cm), entourant une couche de substrat de 2 mm d’épaisseur, encadré d’un rebord de plastique. Un tunnel d’accès de 1 cm de large située au milieu de la tranche supérieure du dispositif permet l’introduction des fourmis. Lorsque l’aire de creusement est remplie du substrat, elle est placée dans une enceinte qui l’isole de la

lumière extérieure. L’enceinte contient une lumière entourée de film plas-tique rouge (Lee Filters®, Ref. 106). Une caméra placée face au dispositif est utilisée pour photographier la progression de l’excavation à intervalle régulier d’une photo toutes les 10 minutes. Les ouvrières sont déposées dans une boîte de Pétri (_�= 14cm) aux parois enduites de Fluon®, et commu-niquant avec l’aire de creusement au moyen du tunnel d’accès qui est aussi rempli de sable humide.

Figure 2.2.:Vue éclatée de l’aire de creusement en en deux dimensions à la ver-ticale. La prise de vue se fait par la face avant du dispositif. La grille de dépouillement a été utilisée pour le Chapitre5. La vitre du fond est opaque (noire) pour permettre un traitement informatique automatisé des clichés qui sont pris du nid (cf.2.5.1).

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2.3.3. Substrat de creusement Sable

Le sable utilisé est de type bruxellien. C’est un matériau de granulo-métrie très fine et homogène, l’argile qu’il contient lui conférant sa couleur jaune et lui assurant une grande cohésion à l’état sec. Vendu sous condi-tionnement de 50 kg, le sable est tout d’abord séché à l’étuve puis tamisé (maille de 0,707 mm). La préparation pour les expériences consiste à humi-difier du sable à 15%, soit 15 g d’eau pour 100 g de sable. Le sable humide est alors étalée de manière homogène dans l’aire de creusement et l’excédant retiré à l’aide d’un racloir en aluminium pour ajuster l’épaisseur du substrat (2 mm).

Sa densité est estimée àρsable= 1,50±0.02g/cm3 (n= 4) par pesage de 100 ml de sable. Cette densité nous permet notamment d’estimer les vo-lumes excavés à partir des aires mesurées. Nous avons aussi estimé la masse d’un grain de sable au cours d’une expérience de creusement : durant deux heures, les sorties de fourmis chargées d’un excavat de sable ont été comp-tées (931 fourmis). La charge totale excavée durant le temps de l’observation étant de 0,1932 g de sable, on obtient une masse moyenne d’un excavat de sable de 0,2075 mg.

Argile

Pour préparer le substrat à base d’argile, nous utilisons le même proto-cole que pour préparer le sable humide, à la seule différence que le substrat est un mélange de sable et d’argile kaolinique en poudre (proportion3 : 1, 15% d’eau). Ces proportions ont été déterminées après de nombreux essais, montrant notamment qu’une trop grande proportion d’argile ne permettait pas un mélange homogène et créait une importante condensation sur les

vitres de l’aire de creusement.

La densité estimée du mélange sec est de1,52_±0,13g/cm3 (n= 5). Tout comme pour le sable, nous avons comptabilisé durant deux heures au cours d’une expérience les sorties de fourmis chargées d’un excavat du mélange sable-argile. C’est un total de 220 actes de transport qui ont été mesurés, pour une masse totale de mélange excavé de 0,0577 g. La masse moyenne des excavats de sable-argile est donc de 0,2622 mg.