le vol

« Oiseaux, insectes ou chauves-souris volent autour de nous, et leurs performances sont si familières qu'elles semblent normales.

Pourtant, le vol est un défi extraordinaire pour les animaux, chez qui le mouvement rotatif complet, comme celui d'une hélice, est impossible.

l'aile, qui l'a rendu possible, est un chef-d'œuvre de haute technologie naturelle que nous sommes incapables de copier.

l'originalité de l'aile des animaux repose sur le fait qu'elle combine à la fois la fonction de soutien du corps dans l'air et la fonction de propulsion.

Dans tous les engins volants humains munis d'ailes, celles-ci sont fixes et ne servent qu'à supporter le poids de l'engin dans l'air.

La propulsion est assurée par un système différent, hélice ou moteur à réaction le plus souvent.

Depuis Léonard de Vinci, toutes les tentatives pour construire un véhicule volant battant des ailes ont échoué.

La nature elle-même a fait de nombreux brouillons, et n'est parvenue que quatre fois à la réussite en 3 milliards d'années d'évolution de la vie.

Si insectes, oiseaux et chauves­ souris sont toujours là, l'une des tentatives.

celle des reptiles volants dont le ptérodactyle est le représentant le plus connu, a échoué : cette lignée s'est en effet éteinte à l'époque des dinosaures.

Pour qu'un animal vole, il lu� faut produire des forces qui surmontent les effets de la pesanteur et qui entraînent le corps en avant.

Ces forces résultent de l'interaction entre le corps de l'animal et l'air environnant.

Dans le vide n'importe quel oiseau, comme n'importe quel avion, tomberait au sol comme une pierre sous l'action de la pesanteur.

l'air n'exerce une force contre un corps qui s'y trouve que s'il y a un mouvement : soit l'air se déplace par rapport au corps, soit le corps se déplace dans l'air.

En l'absence de vent, aucun cerf-volant ne peut se maintenir en l'air.

La densité de l'air étant très faible, pour que son action soit efficace, il faut que la surface du corps volant soit très importante relativement à son poids.

La première fonction de l'aile, qui prend grossièrement la forme d'une lame plate horizontale, est d'augmenter considérablement cette surface.

l'aile, exactement horizontale dans un courant d'air, sera emportée dans la direction de celui-ci si aucune force ne s'y oppose.

Si le bord situé face au couran� appelé bord d'attaque, est légèrement soulevé en faisant pivoter l'aile, ou si le bord situé à l'opposé, ou bord de fuite, est abaissé, le courant aura tendance à entraîner l'aile vers le haut.

Inversement, si le bord d'attaque s'abaisse, l'aile aura tendance à être entraînée vers le bas.

Ces mouvements complexes s'expliquent par l'existence de deux forces qui s'exercent sur l'aile : une force verticale ou portance, tendant à soulever l'aile, et une force horizontale ou traînée, tendant à l'entraîner dans la direction du courant.

Le vol devient possible à partir du moment où ces deux forces équilibrent exactement le poids de l'oiseau ou de l'avion.

Dans l'avion, l'aile produit seulement la portance.

C'est l'hélice ou le moteur à réaction qui crée la force s'opposant à la traînée en tirant ou en poussant l'appareil vers l'avant.

Chez les animaux volant activement, ces deux fondions sont exercées par les ailes.

AU COMMENCEMENT FUT LE VOL PLANE Il est difficile d'imaginer que la nature ait un jour inventé une aile complète et totalement opérationnelle.

Le vol n'est apparu que progressivement.

Les ailes ou les organes équivalents à l'aile n'ont au début servi qu'à assurer la portance du corps.

Les premiers animaux volants volaient passivement, c'est-à-dire planaient comme le fait un planeur sans moteur.

Les premiers insectes ont inventé l'aile.

Contrairement aux vertébrés qui ont utilisé un organe déjà existant, une patte destinée à la marche au sol, les insectes ont créé une structure totalement nouvelle.

A l'origine, les ailes sont des expansions non articulées du squelette externe au niveau du thorax.

Comme celui-ci compte 3 articles, les premiers insectes ailés avaient 6 ailes.

Mais le système était peu efficace et elles se sont vite réduites à 4.

Les lames thoraciques non articulées ne permettaient qu'un vol plané.

La portance est assurée par l'aile, mais la force motrice est fournie par un saut, ou par la gravité si l'animal s'élance d'un point haut.

Aujourd'hui, il n'existe plus aucun insecte se contentant d'un vol plané.

Tous ont un vol actif, battant des ailes.

Certains papillons de jour, comme le flambé, ou le machaon, ont un vol caractéristique avec des phases de vol actif où les battements d'ailes alternent avec des phases de vol plané passif.

Une vaste palette de vertébrés utilise le vol plané à des titres divers.

Parmi les poissons, le plus connu est l'exocet ou poisson volant.

Sautant hors de l'eau d'un vigoureux coup de queue, il déploie en guise d'ailes deux nageoires pectorales de grande surface qui, lors de la nage, sont repliées contre le corps.

Il peut ainsi parcourir plusieurs dizaines de mètres dans l'air pour tenter d'échapper à ses prédateurs.

Une grenouille de la jungle Indonésienne de l'espèce Rhacophorus, utilise pour planer ses pattes arrière aux palmes hypertrophiées.

Elle peut ainsi se jeter du haut des arbres pour se déplacer.

Parmi les reptiles, les ptérodactyles préhistoriques étaient des planeurs : l'absence d'une puissante musculature dans leur thorax indique qu'ils étaient incapables de vol actif.

Un curieux lézard, appelé dragon volant est le seul (les autres reptiles planeurs ayant totalement disparu), parmi les reptiles actuels, à posséder une membrane de chaque côté de son corps dont il se sert pour planer.

De nombreux mammifères sont capables de planer d'arbre en arbre, étant souvent rangés sous le nom collectif d'écureuils volants.

Répandus en Amérique, en Afrique et en Asie, les vrais écureuils votants, des aux phalangers volants qui sont des marsupiaux peuplant l'Australie.

Ils sont tous munis d'une membrane entre les quatre membres, le patagium, qui leur donne une surface portante suffisante pour planer vers le sol et même parfois s'élever dans les airs en bénéficiant de courants ascendants.

LE VOL PORTE.

CHAMPION DE L'ECONOMIE D'ENERGIE Tous les oiseaux sont capables de vol plané simple, sauf bien sûr ceux qui ont perdu la faculté de voler, comme l'autruche.

Mais les performances de leurs ailes et des structures associées, comme la queue ou la puissante musculature du thorax, leur permettent de contrôler leur vol plané.

En jouant sur la direction et la force du vent, et sur les masses d'air ascendantes, ils peuvent rester de longues heures en l'air en dépensant un minimum d'énergie.

Certains oiseaux marins, ou d'excellents voiliers comme les martinets.

peuvent rester de longues semaines, voire des mois entiers sans se poser.

Ils sont capables de se nourrir et de se reposer en vol.

En revanche les insectes n'ont pas cette possibilité.

Le vol porté, profitant du vent et des courants ascendants, réclame une grande force musculaire pour contrôler parfaitement la place des ailes et les maintenir rigides contre le vent.

Les ailes fines des insectes, et leur faible poids en général, les empêchent de résister à de trop fortes vitesses du vent et ils sont, par conséquent.

rapidement emportés.

Souvent, on trouve à plus de 5 km d'altitude des pucerons entraînés par le vent, morts de faim et de froid.

La technique la plus simple pour voler tout en économisant de l'énergie est d'utiliser un courant d'air ascendant.

Quand le vent est dévié par un obstacle, une falaise par exemple, il se dirige vers le haut.

Certains oiseaux en profitent pour se laisser emporter en planant.

Les rapaces, comme l'aigle par exemple, s'observent fréquem­ ment planant tout en prenant de l'altitude le long des parois rocheuses des mon- contact du sol qui emmagasine l'énergie solaire et des colonnes d'air réchauffé s'élèvent ainsi dans l'atmosphère.

Beaucoup d'oiseaux, en particulier les vautours, comme par exemple le Catharles aura, utilisent ce véritable ascenseur naturel pour s'élever dans les airs sans aucun battement d'ailes.

Ils planent majestueusement en rond, afin de rester dans la colonne ascendante.

Ces ascendances thermiques n'existent pas au-dessus de la mer, et pourtant certains oiseaux marins, comme les albatros ou les frégates, sont parmi les meilleurs planeurs.

Ils utilisent la déviation vers le haut du vent qui vient buter sur les vagues.

C'est pourquoi ils planent en général au ras des flots.

Quand ils ont atteint une certaine vitesse horizontale, ils se mettent face au vent.

Ils perdent alors de la vitesse, mais gagnent de l'altitude.

Puis, changeant à nouveau de direction, ils glissent vers la surface de la mer en gagnant cette fois-ci de la vitesse.

Ils volent ainsi sans battements d'ailes (ou presque) durant des heures, décrivant des cercles ou des zigzags.

Si le transport est économique en carburant, il ne se fait pas sans fatigue.

Les muscles doivent constamment s'opposer à la déformation des ailes par le vent.. »