Une équipe de scientifiques dirigée par le Dr Sunghwan Jung de Virginia Tech a identifié et modélisé la dynamique des fluides en jeu lorsque des chiens (Canis lupus familiaris) boivent de l’eau.
Les chiens et les chats ont besoin de déplacer les fluides contre la gravité dans le corps par d’autres moyens que la succion ; ils le font en léchant le fluide avec leur langue. Lorsqu’un chien boit, il enroule sa langue vers l’arrière tout en la plongeant dans le liquide, puis il la retire rapidement dans sa bouche. Pendant cette rétraction rapide, le liquide se colle à la partie ventrale de la langue enroulée et est aspiré dans la bouche par inertie. Les scientifiques ont étudié plusieurs variations de ce comportement de consommation parmi de nombreuses races de chiens, en particulier la relation entre la dynamique et la géométrie de la langue, la fréquence du clapotis et le poids du chien ; ils ont également comparé les résultats avec l’expérience physique de l’impact d’une tige arrondie sur une surface fluide. Crédit image : Emmanuel Keller aka Tambako The Jaguar / CC BY-ND 2.0.
Si vous avez déjà regardé un chien boire de l’eau, vous savez que cela peut être une affaire pleine d’éclaboussures.
Derrière tous ces joyeux dégâts humides se cache cependant la logique mécanique de la compensation carnivore : les chiens éclaboussent lorsqu’ils boivent parce qu’ils ont les joues d’un quadrupède prédateur.
En tant que membres de l’ordre des carnivores, les chiens et les chats ont des joues incomplètes, ce qui leur permet d’ouvrir largement la bouche pour porter des coups mortels. Mais ce qui rend la chasse en meute possible rend également impossible l’aspiration de l’eau.
Incapable de fermer complètement ses joues, un chien n’a aucun moyen d’aspirer de l’eau. À l’inverse, les humains ont des joues “complètes” et boivent en créant une pression négative, ce qui leur permet d’aspirer l’eau dans la bouche et dans la gorge.
Les chats, eux aussi, n’ont pas de succion, et ils compensent en buvant par un processus d'”entrée et de sortie de l’eau” en deux parties. Ce processus consiste en une phase de plongée et une phase de traction, au cours de laquelle le chat place doucement sa langue à la surface de l’eau, puis la retire rapidement, créant ainsi une colonne d’eau sous la langue qui se rétracte.
“Nous pensions que les chiens buvaient de la même manière que les chats. Mais il s’avère que c’est différent, car les chiens écrasent leur langue sur la surface de l’eau – ils font beaucoup d’éclaboussures – mais un chat ne fait jamais cela”, a déclaré le Dr Jung.
Lorsque les chiens retirent leur langue de l’eau, ils créent une accélération importante – environ 5 fois celle de la gravité – qui crée les colonnes d’eau, qui remontent dans leur bouche.
Pour modéliser ce phénomène, le Dr Jung et ses collaborateurs ont placé des caméras sous la surface d’un abreuvoir afin de cartographier la surface totale des langues des chiens qui éclaboussent l’eau.
Ils ont constaté que les chiens les plus lourds boivent l’eau avec la plus grande surface mouillée de la langue. Cela indique qu’il existe une relation allométrique entre la surface de contact de la langue du chien avec l’eau et son poids corporel – ainsi, le volume d’eau que la langue d’un chien peut déplacer augmente de façon exponentielle par rapport à sa taille.
Afin de mieux comprendre le fonctionnement de la physiologie, les scientifiques n’ont pu aller plus loin qu’en observant les chiens boire.
Ils devaient avoir la possibilité de modifier les paramètres et de voir comment ils affectaient cette capacité, et comme ils ne pouvaient pas modifier un chien de quelque façon que ce soit, ils se sont tournés vers des modèles de la langue et de la bouche du chien.
Pour leur modèle, les chercheurs ont utilisé des tubes de verre pour simuler la langue d’un chien. Cela leur a permis d’imiter l’accélération et la formation de la colonne pendant le processus de sortie. Ils ont ensuite mesuré le volume d’eau retiré.
Ils ont constaté que la colonne d’eau se pince et se détache du bain-marie principalement en raison de la gravité.
Les chiens sont assez intelligents pour fermer leur gueule juste avant que la colonne d’eau ne se rabatte sur le bain.
Les scientifiques ont présenté leurs résultats le 25 novembre 2014, lors de la conférence de l’. Division de la dynamique des fluides de la société américaine de physique.Réunion à San Francisco, Californie.
