Approche Biologique

Comme nous l'avons mentionné précédemment, la brousse tigrée apparaît dans des région arides et semi-arides du globe. La compétition entre les plantes pour l'eau disponible y est cruciale. Sur tous les continents, il y a des régions arides ; ensemble, elles recouvrent 33% de la superficie émergée de la terre. En outre, elles occupent des portions importantes de certains continents (Afrique - 57%, Australie - 69%) et 84% de la région du Moyen-Orient. Elles se caractérisent par : des précipitations annuelles faibles - entre 50 et 750 mm et des températures généralement élevées.

Dans de telles conditions, aucune influence n'est négligeable. C'est pour cela qu'il paraît intéressant de se pencher sur le phénomène d'interactions entre végétaux.

Ces interactions donnent à la fois naissance à des zones favorables à la pousse de végétaux et à des zones où les plantes ont un effet nocif les unes sur les autres. Ces effets sont connus en biologie sous les noms de rétroactions positives et négatives.

Par exemple, un arbre facilite la croissance de végétaux dans sa zone d'ombre (ou d'abri). Les graines ont tendance également à y tomber augmentant ainsi la probabilité que de nouveaux végétaux poussent.

Le réseau racinaire de l'arbre draine de l'eau et modifie la nature du sol ce qui entraîne la pousse de végétaux (arbustes ou herbes) dans la zone d'abri. La taille de ce réseau est de l'ordre de la hauteur de l'arbre. Dans les régions arides qui nous intéressent, la couverture racinaire a tendance à s'étendre.

Toutefois, il ne faut pas oublier que l'arbre utilise lui même une grande partie de l'eau et des nutriments captés au détriment de ses voisins ce qui donne lieu aux effets négatifs cités plus haut. La zone effective de ces effets varie. On peut succinctement illustrer l'effet d'un individu sur l'espace qui l'entoure de la façon suivante :

Source : thèse de Nicolas Barbier. Interactions spatiales et auto-organisation des végétations semi-arides.

Comme on peut le voir, les effets négatifs ont tendance à porter plus loin que les effets positifs créant ainsi une zone favorable à la croissance de végétaux à proximité des végétaux existants. D'autres paramètres tels que la pente ou la présence de vents dominants influent uniquement sur la symétrie de cette répartition.

La première étape de notre approche a d'ailleurs été de rechercher des corrélations entre les différents facteurs environnementaux que subissent les régions arides.

Nous nous sommes ainsi aperçu qu'il existait peu de corrélations directes, toutefois nous avons remarqué une proportionnalité évidente entre la pluviométrie et la densité végétale. De plus la taille des végétaux semble avoir une influence considérable sur l'espace entre les zones fertiles. Plus le réseau racinaire de la plante ou de l'arbre est important, plus cet espace croît. Ce qui donne lieu à des observations de longueurs d'ondes variant de 30 à 150 mètres suivant les zones d'observation.

Les chiffres et les graphes correspondants figurent en annexe.

Suivant les sites observés, la brousse tigrée s'étend sur des surfaces impressionnantes :

En Australie, la plus grande couverture de motifs s'étend sur (50*25)km2. En Afrique, au Niger, des motifs en forme de taches s'étendent sur (140*120)km2.

Les rétroactions sont considérées comme étant à l'origine de l'auto-organisation végétale étudiée. Nous avons voulu vérifier via une modélisation que ces forces étaient suffisantes pour provoquer l'apparition de longueurs d'ondes.

Voici quelques exemples des principaux types de phénomènes d'auto-organisation :

Les motifs apparaissent à partir de 40 Miles (soit environ 64km) vu du ciel.

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