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Voler comme un oiseau
Qui n’a pas au moins une fois souhaité voler ? Qui de nous n’a pas, au moins une fois, envié les êtres qui peuvent se soutenir, se mouvoir et se contrôler dans l’air ? Depuis l’Antiquité, les Hommes se projettent dans le ciel, ils observent les animaux qui s’y déplacent et tentent de les imiter en construisant des machines.
Mythes et prototypes
De l'oiseau à l'avion
L’avion déformable
Du mythe au prototype
Des machines volantes de Léonard De Vinci à l’aéroplane d’Alexandre Liwentaal, partez à la découverte des machines inspirées de la nature !
Les machines volantes
Voler grâce au planeur
Un bond
historique de 50 m
Le flyer s'envole
Décollage sans gouvernail
La mythologie
Frise chronologique
De l'oiseau à l'avion
Les avions sont les machines qui permettent aujourd’hui à l’homme d’imiter l'oiseau. Ils leur sont d’ailleurs similaires sur bien des points. Les formes générales de l’oiseau et de l’avion sont très similaires : le corps central est allongé est entouré de chaque côté d’une aile plane.
Le bec
Pour décoller l’oiseau et l’avion prennent tous deux de la vitesse, l’un en battant des ailes l’autre grâce à ses moteurs. C’est ce qui constitue la force de traction ou poussée. Afin d’augmenter encore l’aérodynamisme de ses ailes, l’avion de chasse se munit de becs sur le bord d’attaque, accentuant l’asymétrie des ailes et donc la portance.
Au moment d’atterrir, ils pointent tous deux vers le sol. En revanche, s’il suffit à l’oiseau d’arrêter de battre des ailes et de les réorienter, l’avion aux ailes fixes et rigides doit se munir de volets hypersustentateurs. Ce sont eux qui lui permettent d’augmenter sa résistance à l’air pour ralentir.
Les ailes
Le vol
Le bec de l’oiseau est fin et pointu, lui permettant de réduire les frottements ou la résistance à l’air, on dit qu’il est aérodynamique. Cette forme particulière est également retrouvée sur l’avion dont le profil s’affine progressivement de la queue vers la cabine de pilotage.
Volets hypersustentateurs en action
Les ailes des oiseaux et des avions sont elles aussi aérodynamiques. Leur forme asymétrique implique que le chemin parcouru par l’air au dessus de l’aile est plus long que celui parcouru par l’air en dessous. L’air au dessus de l’aile est accéléré ce qui provoque une dépression.
La différence de pression entre l’extrados et l’intrados crée une force appelée portance qui pousse l’avion vers le haut et contrebalance son poids. Tout comme l’oiseau, c‘est cette asymétrie qui permet à l’avion de voler, bien qu’il soit plus lourd que l’air.
Les ailes
Les forces subies par une aile d’avion
L’avion déformable du futur
Les extrémités des ailes du futur, dans la continuité des ailes actuelles avec les
« winglets » (ailettes verticales) et
« sharklets » (grandes ailettes),
seront relevées.
Les avions bio-inspirés du futur se veulent plus sûrs, plus propres et plus performants.
Les innovations à venir concernent principalement les ailes de ces machines volantes.
L’évolution de leur forme devrait réduire la résistance au vent et le bruit aérodynamique (causé par l’écoulement de l’air) tout en augmentant la portance lors de toutes les phases du vol.
En imitant la voilure des grands rapaces, les avions pourront voler plus vite et consommer moins d’énergie en économisant plus de 3 % de carburant en cassant les turbulences.
À l’image des membres moteurs des chouettes, des grands ducs, des vautours ou encore des aigles, les ailes des avions du futurs seront flexibles et déformables.
Ces nouvelles ailes auront la capacité à changer de formes en temps réel grâce à des nouveaux matériaux qui adaptent leurs structures suite à des excitation électriques, c’est le « morphing ».
Des lamelles au bout de ces ailes électro-actives imiteront les plumes des volatiles pour améliorer les performances de l’avion. Les premiers vols d’essai sont prévus pour 2020.
La peau des requins n’est pas lisse mais au contraire composée de microscopiques structures en forme de rainures.
Des études détaillées ont montré que ces structures réduisent le frottement de l’écoulement sur le requin améliorant ainsi son efficacité énergétique et sa vitesse.
De telles surfaces réduisent effectivement le frottement aérodynamique c'est pourquoi elles ont inspiré la fabrication de combinaison pour les nageurs professionnels.
Le saviez vous ?
Il existe des maillots de bain en peau de requin
