Une famille de touristes au port de Steveston, au Canada, s’est récemment fait plaisir lorsqu’un lion de mer à l’air sympathique s’est approché d’eux dans l’eau. L’adorable animal s’est approché du bord du quai, et la famille a commencé à le nourrir. Une jeune fille s’est assise pour mieux voir. C’est alors que la friandise s’est transformée en choc : l’otarie s’est élancée vers le haut et, dans un mouvement fluide, a attrapé une bouchée de la robe de la jeune fille et l’a tirée vers le bas dans l’eau.
La jeune fille s’en est sortie – l’otarie a rapidement lâché prise et un autre homme l’a sortie de l’eau en toute sécurité – mais c’était un bon rappel que les lions de mer savent comment manœuvrer leurs corps volumineux dans l’eau. Les otaries peuvent être « mordantes », reconnaît Megan Leftwich, ingénieur en mécanique à l’université George Washington. Mais elle pense que l’otarie du port de Steveston ne faisait que jouer. « Il ne l’a pas vraiment mordue. Il l’a simplement attirée vers lui », dit-elle.
Leftwich étudie les otaries d’un point de vue peu conventionnel : la dynamique des fluides. Son expertise ne porte pas sur le comportement des otaries, mais sur la façon dont les liquides comme l’eau s’écoulent et se déplacent. Il s’avère qu’une grande partie de la façon dont une otarie navigue dans son environnement aquatique peut être glanée en suivant ce qui se passe dans l’eau autour d’elle.
Si vous regardez la vidéo de l’otarie tirant la jeune fille dans le port de Steveston, vous pouvez voir que l’otarie s’élève presque directement hors de l’eau, sans nager en avant pour prendre de la vitesse. Dans le même mouvement, elle dépasse la rambarde du quai pour saisir une bouchée de la robe de la jeune fille avant de retomber sous l’eau. Il n’est pas étonnant que tout le monde ait été si surpris ; tout l’incident s’est produit en un instant.
Leftwich dit que les otaries génèrent une poussée, ou propulsion vers l’avant, en rapprochant leurs nageoires antérieures dans de grands mouvements de balayage appelés « claps ». Mais si vous imaginez que les nageoires se rapprochent en produisant un fort claquement, détrompez-vous. Lorsqu’une otarie « claque », elle étire ses nageoires sur les côtés et les rabat vers le bas. Puis elle replie ses nageoires contre son corps, formant une forme de torpille qui glisse facilement dans l’eau.
L’otarie est le seul mammifère aquatique qui nage de cette façon. La plupart des nageurs – du thon au cousin de l’otarie, le phoque – génèrent une poussée avec l’extrémité arrière de leur corps, en utilisant leur queue pour se propulser dans l’eau. Mais les otaries utilisent leurs nageoires antérieures. Qui plus est, elles sont très douées pour cela. Un claquement génère suffisamment de poussée pour permettre à une otarie de glisser dans l’eau, la laissant libre de se tordre ou de rouler avec très peu de mouvements supplémentaires.
L’otarie du port de Steveston a-t-elle tapé avec ses nageoires pour s’élancer hors de l’eau ? Même après avoir regardé la vidéo, il est difficile de le savoir. « Il y a tout simplement trop d’inconnues pour le dire », dit Leftwich. « Quelle est la profondeur de l’eau, de quoi est fait le fond de la mer ? » Ce ne sont là que quelques-unes des choses qu’elle devrait savoir pour comprendre comment l’otarie se déplace. Mais cela ne signifie pas que la vidéo n’a rien à nous apprendre sur les otaries ; ce n’est pas un mince exploit de sortir de l’eau et de réussir à attraper un humain. « Cela montre à quel point elles sont puissantes et précises », dit Leftwich.
Un autre défi pour les chercheurs est que les nageoires de l’otarie sont cachées à la vue dans l’eau trouble. Lorsque vous essayez de comprendre comment une otarie se déplace, dit Leftwich, la première étape est de l’attraper sur une caméra sous-marine. C’est pourquoi elle et son équipe de chercheurs ont passé des heures à filmer des otaries en captivité au zoo national du Smithsonian, afin d’obtenir des séquences vidéo claires des animaux qui applaudissent pour pouvoir examiner la façon dont leurs nageoires bougent d’une image à l’autre. Deux heures de tournage permettent généralement d’obtenir environ deux ou trois minutes de séquences utiles.
Après avoir capturé un clap, Leftwich et son équipe marquent le contour de la nageoire dans chaque image afin de pouvoir suivre sa position dans l’espace au fil du temps. Il faut six heures de travail pour suivre un seul clap, mais l’effort est payant. À partir des données issues du suivi, les chercheurs ont créé des diagrammes en 3D d’une nageoire d’otarie en train de claquer. On peut y voir que la nageoire de l’otarie se tord lorsqu’elle claque.
Leftwich pense que cette torsion pourrait aider à couper l’eau devant l’otarie et à la pousser vers l’arrière afin que l’otarie puisse tirer vers l’avant, de la même manière qu’un humain le fait lorsqu’il nage en nage libre ou en brasse. Pour tester plus avant son idée, elle et son équipe ont construit une nageoire d’otarie robotisée. Ils prévoient de l’utiliser pour reproduire les mouvements d’une véritable otarie dans un laboratoire doté d’un bassin plus petit, ce qui leur permettra d’observer le mouvement de l’eau de beaucoup plus près qu’ils ne pourraient le faire dans le grand bassin du zoo.
Claquant et glissant, roulant et se tordant, les otaries peuvent être difficiles à suivre à l’œil, et encore moins à expliquer avec la science. Mme Leftwich n’a pas encore compris exactement comment les otaries manipulent l’eau avec leurs nageoires pour se déplacer avec une telle agilité, mais elle s’en approche. Comprendre cette énigme pourrait être le secret pour aider les humains à construire des sous-marins autonomes plus furtifs ou d’autres véhicules sous-marins, comme l’a rapporté le magazine WIRED en 2015.
En attendant, n’oubliez pas de garder une distance saine avec toute otarie que vous voyez par hasard, ou vous pourriez avoir une surprise indésirable.
Apprenez-en plus sur les mers avec le Smithsonian Ocean Portal.