Les abeilles génèrent de la chaleur pour mouler des cellules de cire cylindriques, puis la tension superficielle tire la cire de refroidissement en hexagones.

Introduction

Les scientifiques pensent depuis longtemps que les abeilles forgent leurs ruches dans des cellules hexagonales empilées afin de stocker le plus de miel avec le moins de matériau de construction (cire). Mais étant donné que les abeilles ont des cerveaux de la taille de grains de sable, comment fabriquent-elles des ruches hexagonales avec une telle précision géométrique ?

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Les abeilles peuvent dissocier leurs muscles volants de leurs ailes et faire vibrer les muscles pour générer de la chaleur.

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Comment les abeilles fabriquent-elles des hexagones aussi précis et beaux ?

La stratégie

Pour commencer, les abeilles excrètent de la cire à travers quatre paires de glandes sous leur abdomen. Ils mâchent et pétrissent la cire pour la façonner, mais ils utilisent aussi la chaleur. En 2004, le Dr Christian Pirk, entomologiste à l'Université de Pretoria, a découvert qu'à l'intérieur d'une ruche où les abeilles construisaient, la cire mesurait 15 ° F (8 ° C) de plus que les zones sans construction active.

Pour créer cette élévation de température, les abeilles découplent leurs muscles volants de leurs ailes et font vibrer les muscles pour générer de la chaleur. Ils chauffent la cire à des températures supérieures à 100 ° F (38 ° C), abaissant sa viscosité et facilitant le moulage.

Cependant, les abeilles ne sculptent pas six murs aux formes nettes. Pirk l'a découvert lorsqu'il a interrompu la construction des abeilles en les fumant hors de la ruche. Il a pris des moulages en résine des tubes et a découvert que les cellules plus chaudes et plus fraîches étaient en fait des cylindres ronds tandis que les cellules plus anciennes et plus froides formaient les prismes hexagonaux attendus. D'une manière ou d'une autre, lorsque les cylindres refroidissent, ils se transforment en hexagones. [Note de l'éditeur, 12/2/22 : Nouvelle analyse de Nikhilesh Chawla à l'Université Purdue suggère que les cellules sont en fait construites avec des panneaux droits. Une mise à jour correspondante de cette page est en attente.]

Pour comprendre cela, considérons un phénomène analogue associé aux bulles de savon. Lorsque deux bulles sphériques se rencontrent, elles se rejoignent au niveau d'un mur plat. Lorsqu'une troisième bulle est ajoutée, deux parois supplémentaires se forment de sorte qu'une paroi sépare chaque paire de bulles. Les trois murs se réarrangent rapidement en une sorte de forme en Y avec trois angles égaux de 120 degrés. Selon Joseph Plateau, le physicien belge qui a découvert la tension de surface, les murs de bulles recherchent 120 degrés car, à cet angle, les tensions de surface des murs sont toutes en équilibre. Maintenant, une série d'angles de 120 degrés finit par se refermer sur elle-même, formant un hexagone parfait. Ainsi, à mesure que davantage de bulles sont ajoutées et que davantage de murs s'équilibrent dans des angles de 120 degrés, le réseau de bulles séparées devient une grille serrée d'hexagones.

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Un effet similaire se produit dans la cire d'abeille. À l'intérieur de la ruche, les abeilles travaillent, sécrètent, emballent et vibrent. Tout cela forme un cylindre creux dans la cire douce et chaude - essentiellement un tunnel dans lequel l'abeille peut se déplacer. Lorsque l'abeille part, le processus de refroidissement commence. La cire refroidit, la tension superficielle se rééquilibre et la structure se resserre en forme d'hexagone. Les mêmes angles de 120 degrés que dans les bulles de savon se forment, créant une structure mécaniquement stable.

La cire refroidit, la tension superficielle se rééquilibre et la structure se resserre en forme d'hexagone.

Le potentiel

La forme hexagonale se pose sans aucune action constructive des abeilles. Au lieu de cela, la cire de refroidissement suit une tendance universelle des forces physiques à rechercher l'équilibre. Alors que les humains cherchent à construire plus efficacement et durablement, que pouvons-nous apprendre de cette méthode de construction passive ?

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Dernière mise à jour le 3 février 2021