Voler comme une chauve-souris
10/05/11

Depuis des milliers d’années, les animaux qui nous fascinent le plus sont sans doute les oiseaux et leur étonnante capacité de vaincre la gravité terrestre. Quel tournant technologique dans l’histoire de l’humanité que l’invention de la première machine volante ! C’était le 17 décembre 1903. Ce jour-là, deux Américains, les frères Wright, parviennent à s’arracher du sol durant quelque 250 mètres sur une plage de Caroline du nord. Les ailes du Wright flyer ne battent pas contrairement à celles d’un oiseau. Les ingénieurs ont compris que la solution pour voler est plutôt dans la combinaison d’une propulsion thermique ou électrique avec des ailes fixes assurant la portance de la machine. Toute l’histoire de l’aviation depuis 100 ans est restée basée sur ce principe. Mais aujourd’hui l’homme met au point des avions de plus en plus petits : les drones. Or en dessous d’une certaine taille, pour voler il faut nécessairement battre des ailes. D’où le regain d’intérêt des ingénieurs en aéronautique pour les travaux des spécialistes de la locomotion animale. Des chercheurs de l’université de Liège s’intéressent plus particulièrement au vol de la chauve-souris, qui est loin d’avoir dévoilé tous ses secrets.

Dans le ciel d’une chaude soirée d’été, comment distinguer une chauve-souris d’un oiseau ? Le vol de la première est beaucoup plus saccadé que celui du second. La chauve-souris opère des changements de direction brutaux, rapides et répétés; les courbes de l’oiseau sont plus fluides, plus souples… « Le vol de la chauve-souris est un mélange d’oiseau et d’insecte », résume le professeur Grigorios Dimitriadis, du département d’Aérospatiale et d’ingénierie mécanique de l’ULg. Certaines grandes chauves-souris sont capables de planer, comme des oiseaux, et d’autres battent des ailes avec une rapidité comparable aux insectes. » Pour étudier le vol de la chauve-souris, Greg Dimitriadis s’est associé à des biologistes de l’université de Manchester (James Gardiner, Jonathan Codd et William Seller), spécialisés dans la locomotion animale. Il y a plusieurs manières d’étudier les animaux en vol. Par exemple, en les filmant dans leur milieu naturel. Mais s’il est possible d’obtenir dans le ciel (depuis un avion par exemple) de très belles images d’oiseaux en plein vol, elles ne sont pas toujours satisfaisantes pour la recherche scientifique.

C’est pourquoi les chercheurs inventent des techniques de laboratoire, plus standardisées, comme le vol en soufflerie par exemple. Ce n’est pas une mince affaire. Il faut apprendre aux oiseaux à voler face à une source de vent artificielle, de manière à annuler la vitesse de l’animal malgré les battements d’ailes. Ainsi en mouvement, mais immobilisés, les oiseaux s’offrent à l’objectif d’une caméra durant de longues minutes. Et en modifiant la puissance de la soufflerie, les chercheurs peuvent moduler un paramètre important : la vitesse du vol. Certains laboratoires permettent aussi de moduler l’altitude en jouant sur la pression atmosphérique à l’intérieur de la soufflerie. Les chercheurs peuvent ensuite analyser les images sous toutes les coutures et éventuellement les numériser pour développer des modèles informatiques. A partir de ces modèles, il est possible de faire varier d’autres paramètres que la vitesse ou l’altitude et répondre à des questions beaucoup plus sophistiquées, comme par exemple : quel effort musculaire tel oiseau devra-t-il fournir pour accomplir telle distance, à telle vitesse et à telle altitude ?

Chauve souris

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