Tech

Des physiciens en quête du tapis volant

ActualitéClassé sous :technologie , physique , tapis volant

Pourrait-on faire voler un tapis ? « Oui » répondent trois physiciens qui ont étudié de près la mécanique de vol de cet aéronef mythique. Mais il reste à trouver une source d'énergie adéquate et, là, la magie ne serait pas inutile... En revanche, le principe fonctionnerait bien mieux dans l'eau.

La raie manta a déjà expérimenté le procédé… Crédit Futura-Sciences

L'étude peut faire sourire, voire laisser dubitatif mais l'article vient d'être publié dans une revue scientifique au-dessus de tout soupçon, en l'occurrence les Physical Review Letters. Les trois auteurs, eux aussi, présentent des références irréprochables. Médéric Argentina travaille à l'Institut Non-linéaire de Nice et s'intéresse, entre autres, à la dynamique des fluides. Jan Skotheim fait partie de l'équipe du Centre de physique et de biologie de l'université Rockefeller, et s'est aventuré dans des domaines méconnus, comme l'élastohydrodynamique. Quant à Lakshminarayanan Mahadevan, du laboratoire de mathématiques appliquées de l'université Harvard à Cambridge (Massachusetts), on l'a vu étudier les origamis, dont il retrouve la structure dans des feuilles de végétaux, se pencher (avec Skotheim) sur le piège de la Dionée, une plante carnivore, ou encore travailler avec Médéric Argentina sur la manière dont le vent fait flotter les drapeaux.

Ces physiciens, qui sont aussi des mathématiciens, étaient donc bien placés pour se pencher sur le tapis volant... Plus précisément, leur étude montre comment des forces aérodynamiques naissent autour d'une structure bidimensionnelle en mouvement dans un fluide, tout près d'une surface dure. Il suffirait, selon eux, de faire onduler la structure 2D pour générer une force tractrice.

Sur une surface ondulant dans un fluide, des forces aérodynamiques apparaissent… Crédit M. Argentina et L. Mahadevan, dans Fluid-flow induced flutter of a flag, Pnas, 2005

Trop énergivore

Les calculs leur ont permis de présenter des chiffres. Un tapis de dix centimètres de longueur et de 0,1 millimètre d'épaisseur parcouru par une onde de 0,25 millimètre de longueur d'onde avec une fréquence de 10 Hz (les vagues se succèderaient à raison de 10 par seconde) se déplacerait à 0,3 mètre par seconde. La démonstration est bien sûr toute théorique. Les chercheurs ne disent rien de la masse de ce tapis et, surtout, mentionnent que l'énergie pour faire avancer un véritable tapis de plusieurs millimètres d'épaisseur serait considérable. Exit le tapis volant, donc, du moins dans un avenir raisonnable. Mais qui sait si dans quelques siècles...

En revanche, sous l'eau, les conditions sont bien différentes. La densité mille fois plus élevée que l'air rend possible l'utilisation du principe. D'ailleurs, il est déjà connu et même communément utilisé depuis des centaines de millions d'années par de nombreux animaux aquatiques qui se déplacent en faisant onduler une surface souple. La raie manta en est l'exemple le plus élégant. Bientôt des sous-marins ondulants ?

Cela vous intéressera aussi