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Pour mieux voler, inspirons-nous du martinet qui déforme ses ailes !

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S'il vole vite et bien, c'est que le martinet sait déformer ses ailes. Des chercheurs ont étudié ses techniques avec le but d'inventer de nouveaux robots volants.

Pour un pilote, observer des martinets foncer dans des ruelles étroites à plus de cent kilomètres à l'heure (on sait qu'en piqué, ils peuvent atteindre le double), effectuer des virages serrés, voire des tonneaux, a quelque chose de décourageant. Même un champion de voltige sur le meilleur des avions ne peut réaliser pareilles acrobaties. Normal : les oiseaux ont plus de cent millions d'années d'avance sur les concepteurs d'avions et le martinet noir, alias arbalétrier, faucille ou faucillette, est le plus doué de tous. Cet oiseau de 42 grammes mange en vol, dort en vol et se baigne même en vol, en rasant une surface d'eau. Il ne se pose que pour s'occuper de ses œufs. Entre son départ de France en juillet et son retour en avril, il n'a pas touché terre une seule fois ! Pour se nourrir, il ralentit à 50 kilomètres à l'heure, repère les insectes, vire sec droit vers sa proie, ouvre son petit bec qui découvre un gosier immense et gobe. A cette vitesse, il est encore capable de distinguer une fausse guêpe inoffensive d'une vraie (La Hulotte n°78). De quoi rendre modestes tous les Top Guns du monde...

D'ailleurs, David Lentink, qui était ingénieur aéronautique, a tout lâché, peut-être parce qu'il a trop regardé les martinets. Il s'est lancé dans une thèse de zoologie à l'université de Wageningen (Hollande) afin, justement, de mieux étudier l'extraordinaire vol d'Apus apus, nom savant du champion. Lui et ses collègues ont d'abord examiné 15 paires d'ailes de martinets, récupérées sur des animaux morts. En bon ingénieur aéronautique, David Lentink a placé ces voilures en faucille dans une soufflerie pour en étudier les propriétés.

Placée dans une soufflerie et étudiée comme une aile d'avion, une voilure de martinet noir montre une supériorité écrasante sur les profils imaginés par les ingénieurs aéronautiques. Crédit : David Lentink

Géométrie variable

Ses résultats viennent d'être publiés dans Nature et révèlent comment les changements de forme de l'aile affectent les performances. On savait que cet oiseau, comme tant d'autres, modifient la flèche de sa voilure, depuis les ailes perpendiculaires au corps jusqu'à leur repliement à 50 ° vers l'arrière. Mais l'équipe de Lentink est parvenue à quantifier ces effets, ce qui est une nouveauté.

Selon eux, les différentes configurations possibles de l'aile font varier la performance de plané (la « finesse » pour les vélivoles) de 60 % et la vitesse en virage de 300 %. Par exemple, pour virer serré en volant vite, le martinet replie ses ailes car les efforts seraient suffisants pour les casser si elles étaient déployées. Comme on peut s'y attendre, pour atteindre des vitesses de pointe, il faut plier les ailes en flèche. Mais attention, dans cette position, à ne pas tenter le vol battu car les os, là aussi, seraient soumis à trop d'efforts. A quelle vitesse faut-il planer pour minimiser les dépenses d'énergie ? Réponse des ingénieurs : 30 à 36 kilomètres à l'heure, l'allure de sénateur qu'aurait intérêt à utiliser le martinet lorsqu'il veut dormir en vol. De précédentes études avaient conclu que mettre ses ailes en flèche servait aussi à mieux gagner de l'altitude, grâce à des vortex qui se formeraient sous la faucille. Pas du tout ! disent Lentink et les co-auteurs de l'étude. Au contraire, pour mieux monter, si vous le pouvez, étendez vos ailes, expliquent-ils...

Ces trouvailles de la nature peuvent-elles servir sur des avions ? La transposition d'un bijou de 42 grammes à un avion de plusieurs dizaines de tonnes semble pour l'instant assez difficile. Lentink note que le chasseur biréacteur F14 Tomcat à géométrie variable replie ses ailes à grande vitesse mais, ajoute-t-il, « la conception de ces avions est rudimentaire par rapport à celle du martinet noir ». Les oiseaux ont des milliers de plumes et des muscles pour les commander et, poursuit-il, il restera longtemps difficile d'imiter un tel fonctionnement. Des ailes souples, par exemple, exigeraient un bâti très lourd pour les porter, ce qui en annulerait l'intérêt. « Les ingénieurs aéronautiques vous regardent avec horreur quand vous suggérez des choses comme cela... ».

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