Hydrodynamique de la déjection


Quel que soit le volume, la forme ou le poids de ses fèces, voire le diamètre et la longueur de son rectum, et bien sûr sa taille, le temps moyen de défécation d’un Mammifère est relativement court : 12 ± 7 secondes. C’est la conclusion d’une étude récente de physiciens hydrodynamiciens qui ont étudié un groupe d’animaux du zoo d’Atlanta, Géorgie (1).

On se souvient des lois de miction établies par cette même équipe qui en 2014 étudia avec précision le sujet http://www.scilogs.fr/histoires-de-mammiferes/la-loi-de-miction-des-mammiferes/

Ses mérites furent reconnus et salués en leur temps par l’obtention d’un IgNobel Prize. Aujourd’hui les mêmes se sont penchés à une autre extrémité du corps des Mammifères, proche de la première, pour en jauger avec des méthodes similaires et la même rigueur les capacités défécatoires. Ces physiciens spécialistes de l’hydrodynamique ont choisi pour terrain d’expérience quelques animaux domestiques de leur entourage, glané des vidéos sur la toile, et surtout ont étudié de près les pensionnaires du zoo d’Atlanta, Géorgie. Cette institution fondée en 1889 s’est rendue célèbre en accueillant les premiers pandas que la Chine à son réveil confia en 2008 à des Américains du Nord. Choix judicieux puisque quelques années plus tard ces invités de marque ont donné naissance à des jumeaux, deux adorables petits pandas dont les débuts dans la vie furent médiatisés alors même qu’ils n’étaient qu’embryons. Bien évidemment le panda fait partie du panel d’animaux choisis par les chercheurs, avec à ses côtés l’éléphant, le gorille, le rhinocéros et l’hippopotame, pour ne citer que les hôtes les plus remarquables de ces lieux dont on a suivi de près la vie intime.

 

Pour comprendre et analyser le mode et le temps de défécation des uns et des autres, ils n’ont pas craint de mettre en place des caméras de surveillance à différents points stratégiques pour rendre compte et archiver ces moments forts de la vie animale. D’autant que ces événements de leur quotidien se produisent un peu à l’improviste, de jour comme de nuit. Toute cette documentation est disponible et peut être consultée sur le site de la bien nommée revue « Soft Matter » publiée sous les auspices de la Royal Society of Chemistry. Pour mettre en exergue l’intérêt de ce travail, les responsables éditoriaux n’ont pas hésité à faire appel à un illustrateur reconnu pour la page de couverture de la publication où il est fait un bilan de ces rechercehes.

British humour

 

 

 

Pour conduire l’étude, des critères et protocoles stricts ont été suivis. Ainsi ont-ils scrupuleusement adopté la Bristol Stool Chart de 1997 qui établit une typologie des fèces qui depuis fait autorité. Dans ce référent universel, 7 différents types de crottes sont classés et définis depuis le type 1, les plus compactes, à 7 pour les plus liquides.

Bien évidemment, alors que les observations se sont poursuivies durant de longues semaines, il a été tenu compte aussi des périodes de diarrhée ou de constipation que les animaux ont enduré durant toute l’étude. Ce qui explique en partie la forte marge d’erreur par rapport à la moyenne relevé (± 7 secondes).

 

En amont de ces observations, grâce à l’emploi de marqueurs radioactifs et par radiographie, il a été possible de mettre en évidence les différentes étapes de solidification des fèces durant leurs parcours dans l’intestin jusqu’à la dernière étape, le rectum. Quelques images à ce sujet figurent dans l’article. Mais une banque de données d’imagerie gastro entérologie animale serait très utile, en particulier pour les vétérinaires : leurs patients, à l’inverse de leurs maitres, restent muets sur les embarras qu’ils connaissent, et cette bibliothèque imagée de boyaux en action peut utilement les renseigner.

La première question fut justement d’essayer de mettre en relation forme et volume des fèces avec les anatomies du rectum des différents animaux étudiés.

La deuxième étape de leur recherche a consisté à établir un bilan poids des fèces / taille de l’animal / temps de déjection afin d’en extraire une « loi » expérimentale. Les observations et le modèle qui en résulte sont ici illustrés..

Droite de corrélation entre masse du corps (Kg) et durée de défécation (seconde). Nombre d‘espèces : 23. En pointillé la droite expérimentale et en trait continu la droite théorique (réf. 1)

 

 

Si la courbe expérimentale montre que l’éléphant est à peine plus rapide que le chat alors que d’évidence il évacue des fèces plus volumineuses, celle théorique est rigoureusement horizontale. Nous les Mammifères, quel que soit notre poids, déféquons en 12 secondes, chronomètre en main.

 

On constate que la droite théorique est quasi parallèle à l’axe y. Il est possible que la marge d’erreur relevé sur la droite expérimentale soit due aux aléas digestifs (diarrhée et constipation) qu’ont traversé les animaux comme suggéré plus haut.

Il faut aussi se dire que tout animal sur le point de déféquer, quelles que soient les circonstances, lorsque le moment est venu doit s’exécuter, et il est alors en position de vulnérabilité. Seulement attentif à libérer ses intestins. il risque la surprise d’une attaque. Raccourcir le temps de déjection est donc un impératif vital pour la survie de son espèce. Dans la nature, l’avenir n’appartient pas aux constipés.

 

 

Après avoir étudié avec la même rigueur le pipi puis le caca, le champ des recherches de ce groupe de physiciens devrait s’étendre dans les prochaines années à d’autres sujets : la sudation, l’éjaculation, la menstruation, la lactation, sans oublier le larmoiement. Mais alors pour aborder cette dernière question, il leur faudra provoquer bien des chagrins. C’est dommage. Car jusqu’ici ils nous ont plutôt ravis.

 

 

 

 

(1) P.J. Yang et al. 2017. Hydrodynamics of defecation. Soft Matter, 2017,13, 4960-4970. DOI 10.1039/C6SM02795D

Publier un commentaire