Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
N

natation

Propulsion active des animaux au sein des eaux ou à leur surface.


La propulsion en milieu aquatique par mouvements ondulatoires est phylogénétiquement la plus ancienne. Présente chez les principaux groupes d’invertébrés actuels, elle implique des principes mécaniques qui se retrouvent chez les autres formes adaptées à la vie aquatique, comme les Poissons et certains Mammifères.


Invertébrés

Les Annélides* marines assurent leur progression dans l’eau par une ondulation à peu près sinusoïdale de l’ensemble du corps, dans un plan qui n’est pas nécessairement horizontal. Les ondes se déplacent rapidement de l’avant à l’arrière du corps, mais la viscosité de l’eau réduit à presque rien le déplacement des masses d’eau entourant le corps, de sorte que tous les points du corps du Ver passent à tour de rôle au même endroit, comme si le corps parcourait un tunnel fixe creusé dans un corps solide par la seule action de la tête. Il en va de même dans la natation en vrille des Ciliés*, par exemple. Dans de tels cas, la dépense d’énergie nécessaire à la natation se répartit entre deux postes : l’ouverture du « tunnel » creusé par la tête en écartant l’eau de toutes parts ; la prise d’appui insistante de chaque segment de flanc tourné vers l’arrière sur la masse d’eau qui l’avoisine. Une ondulation analogue, mais limitée à la nageoire latérale, s’observe chez les Seiches en progression lente. Chez les Calmars, le rejet de la nageoire à l’arrière du corps, en position d’hélice, permet une nage plus rapide. La vitesse atteinte est relativement plus grande encore chez les minuscules Sagitta (Chétognathes). Tout autre est le mode de progression réalisé par les rares Bivalves nageurs (coquille Saint-Jacques), qui, par battement des valves, expulsent symétriquement deux colonnes d’eau sous pression vers la région cardinale et progressent de ce fait en sens opposé. Cette nage par réaction atteint sa perfection chez les Céphalopodes (Seiche, Poulpe) lorsqu’ils fuient en expulsant une colonne d’eau vers l’avant du corps par l’étroite ouverture d’un entonnoir.

La nage « en recul » de l’Écrevisse ou du Homard est obtenue par le brusque reploiement d’un abdomen à large palette caudale ; le Crabe nageur et les Crevettes progressent à l’aide d’appendices spécialisés ; la Daphnie se sert surtout de ses antennules. En somme, aucun groupe zoologique ne présente des modalités de natation plus variées que les Crustacés.

Quant aux Insectes d’eau douce, Hémiptéroïdes (Nèpe, Ranatre, Naucore, Notonecte) ou Coléoptères* (Hydrophile, Dytique), ils nagent en ramant avec une ou plusieurs paires de pattes.

Chez les Arthropodes*, tant Insectes que Crustacés, l’organe de nage, quel qu’il soit, est souvent bordé d’une frange de poils, dont la présence évite les effets de turbulence.

On ne saurait oublier la locomotion aquatique à l’aide de cils microscopiques battants, en pleine eau (Ciliés) ou sous le film de surface (Limnée), et il est impossible d’évoquer ici l’infinie variété des modes de natation des minuscules invertébrés constituant le necton océanique.

H. F.


Poissons


Cinématique, mécanique

L’introduction de la cinématographie dans l’étude des mouvements (Étienne Jules Marey, 1894) a permis de constater que les déplacements des Poissons sont assurés par des mouvements sigmoïdes semblables dans leur principe à ceux des Annélides marines. La configuration des mouvements est fonction de la longueur relative et de la flexibilité de la queue. On distingue ainsi trois types de Poissons :
— Poissons à queue longue et flexible, dont les mouvements sont semblables à ceux de l’Anguille (Anguilliformes) ;
— Poissons à queue en pointe de longueur moyenne, aux mouvements semblables à ceux du Saumon ou d’autres formes pélagiques (Carangiformes) ;
— Poissons à queue très courte oscillant de façon plus ou moins symétrique autour du point d’attache à un corps large et rigide présentant peu de courbure (Ostraciiformes).


Carangiformes

Sur le plan mécanique, ces trois types de mouvements sont identiques. Nous exposons tout d’abord le cas, le plus général, des Poissons Carangiformes. Les faces latérales de la queue se courbent comme le segment concerné ; s’il y a déplacement vers la droite, la face droite est convexe et la gauche concave. Quand le segment revient vers la ligne médiane, les deux faces se redressent. Le déplacement des ondulations vers l’arrière vient de ce que la phase de déplacement latéral d’un segment du corps à un moment quelconque est toujours en avance par rapport à celle du segment suivant.

La machinerie propulsive est constituée de trois éléments, dont les rôles sont les suivants :
— la colonne vertébrale, assimilable à une suite d’unités rigides articulées entre elles, permet des flexions dans un plan transverse (d’ordinaire horizontal) ;
— la musculature axiale, constituée de muscles disposés en cônes concentriques qui s’interpénètrent, montre des courbes concentriques en coupe transversale et une configuration en zigzag en vue latérale, cette disposition assurant le parallélisme des fibres musculaires et de l’axe du corps ;
— les faces latérales du corps et l’ensemble queue-nageoire caudale forment le troisième élément propulseur. Les mouvements de cette caudale par rapport à l’eau sont de deux types : rotation autour de l’extrémité de la queue dans un plan horizontal ; déplacement latéral dans une direction transverse à l’axe de propulsion.

L’efficacité motrice des déplacements de cet ensemble caudale-queue vient de ce qu’ils s’exercent contre la résistance du milieu. Sur le plan cinétique, on peut assimiler la caudale à une hélice dont la vitesse de rotation serait constante, étant donné qu’elle passe régulièrement par l’axe de propulsion en le traversant à vitesse constante.

Les forces s’exerçant à la surface de la nageoire dépendent de sa forme, de sa vitesse de déplacement par rapport à l’eau et de l’angle avec lequel sa surface attaque sa trajectoire dans l’eau.