Certaines argiles ont la propriété de gonfler quand elles sont humidifiées. Quand ces argiles se dessèchent, par évaporation à la surface en contact avec l’air, elles cherchent alors à se rétracter. L’argile à la surface va se déformer, augmentant les contraintes, jusqu’à un seuil de rupture, où des craquelures apparaissent pour relaxer les contraintes accumulées dans le matériau. Ces craquelures se propagent, interagissent, se rencontrent, et finissent par former une structure complexe de réseau spatial à la surface.

Ces structures rencontrées dans les sols peuvent être reproduites en laboratoire, en laissant une couche d’argile mince, initialement humidifiée, se dessécher sur des plaques de verres, en faisant varier les conditions expérimentales (épaisseur, type d’argile, humidité de l’air, température) et en observant les variations de motifs occasionnées. Ce système est peu coûteux, et permet d’obtenir des motifs variés dont on peut suivre l’évolution sur des temps raisonnables. Il constitue donc un système pratique pour l’étude de l’apparition de réseaux spatiaux, dans la continuité de travaux sur ces structures apparaissant dans d’autres systèmes, comme les veines des frondes de fougères, les rues dans les villes, les squelettes de coraux.

Dans une approche morphogénétique, on a proposé de comprendre l’apparition de ces motifs par la propagation locale des craquelures. Pour se faire, on a construit un modèle phénoménologique du système, basé sur nos observations des expériences, en modélisant les ingrédients minimaux qui composent ce système et lui donnent sa complexité. De ce modèle, on a dérivé une loi de vitesse pour les craquelures, qui permet de simuler des trajectoires et comportements observés dans les expériences. Par des bifurcations de ces comportements, on peut ainsi remonter de l’échelle locale aux motifs globaux, et ainsi comprendre, par l’histoire et les conditions de la croissance, l’émergence des différents types de motifs observés. Ce travail se termine par une ouverture vers les autres systèmes physiques exhibant des structures de réseaux spatiaux en deux dimensions, en adaptant le modèle construit pour les craquelures à ces systèmes. On a ainsi proposé une classification des structures de réseaux spatiaux en fonction du type de potentiel dans lequel ces réseaux croissent, en exhibant notamment la possibilité de transitions entre réseaux réticulés et non-réticulés, traditionnellement perçus comme qualitativement distincts.