Les poils de la fourmi argentée saharienne la gardent au frais en réfléchissant efficacement la lumière et l'énergie thermique tout en dissipant l'excès de chaleur.

Fourmis argentées sahariennes (Cataglyphis bombycine) ont une capacité remarquable à prospérer dans l'une des régions les plus chaudes de la planète, le désert du Sahara. Contrairement à la peau lisse, aux carapaces et aux écailles de la plupart des habitants à haute température, ces fourmis ont un mécanisme de défense extérieur unique pour combattre la chaleur : les cheveux.

Les poils des fourmis argentées sahariennes réduisent l'absorption de chaleur en réfléchissant efficacement la lumière du soleil et en dissipant la chaleur. Cela permet à la fourmi de rester au frais dans le Sahara de midi, où les températures peuvent atteindre jusqu'à 47°C (117°F). Les poils, avec leur forme unique, y parviennent grâce à trois mécanismes distincts :

Premièrement, les poils réduisent l'absorption de chaleur en maximisant la quantité de lumière réfléchie par leur surface, un processus connu sous le nom de réflexion interne totale (TIR). Ceci est réalisé grâce à la forme prismatique unique des poils, qui ont une base plate qui repose contre le corps de la fourmi, tandis que les deux autres côtés sont rainurés (voir les images de la galerie). Lorsque la lumière pénètre par l'un des côtés rainurés, elle se réfléchit sur la base, puis sort de l'autre côté rainuré. Une rainure concentre un rayon lumineux sur une certaine partie du cheveu afin d'optimiser son chemin de sortie et ainsi maximiser le TIR. Plusieurs rainures permettent à plusieurs rayons de lumière d'être réfléchis simultanément dans les mêmes cheveux. Les poils sont densément emballés pour garantir qu'une quantité minimale de lumière solaire atteigne le corps de la fourmi en dessous, le gardant 2 °C plus frais qu'il ne le serait sans les poils.

Deuxièmement, les poils réduisent également l'absorption de chaleur en réfléchissant la lumière du soleil (rayonnement solaire) des parties visibles et non visibles du spectre électromagnétique, y compris le proche infrarouge (NIR). C'est dans ces deux régions que le rayonnement solaire est le plus puissant.

Et troisièmement, la fourmi argentée a une méthode particulièrement efficace pour évacuer l'excès de chaleur. La forme des poils augmente la capacité de la fourmi à émettre de la chaleur - connue sous le nom d'émissivité - dans une plage spécifique du spectre électromagnétique, l'infrarouge moyen (MIR). Dans cette plage, le corps chaud de la fourmi peut le plus efficacement émettre de l'énergie thermique excédentaire pour refroidir l'air environnant via le rayonnement thermique. Nanfang Yu, chercheur sur les fourmis, explique : « Pour apprécier l'effet du rayonnement thermique, pensez à la sensation de froid lorsque vous sortez du lit le matin. La moitié de la perte d'énergie à ce moment-là est due au rayonnement thermique, car la température de votre peau est temporairement beaucoup plus élevée que celle du milieu environnant. Ce mécanisme permet à la fourmi de maximiser la quantité de chaleur qu'elle émet et de se refroidir. Les deux derniers mécanismes refroidissent la fourmi de 5 à 10 °C supplémentaires, permettant à la fourmi argentée de résister à des températures allant jusqu'à 53.6 °C (128.48 °F).

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Images de microscopie électronique des poils de la fourmi argentée

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Microscopie électronique gros plan des poils de la fourmi argentée.

Dernière mise à jour le 25 mars 2019