VOL ANIMAL

Source constante d'admiration, le vol animal, et tout particulièrement celui des Oiseaux, a toujours nourri la réflexion philosophique, voire religieuse, de l'humanité et tient une place de choix dans les mythologies classiques comme dans le bagage culturel de tous les peuples. Il n'est pas de phénomène qui ait suscité davantage de spéculations, qui ait autant donné prise aux rêveries des poètes, aux élans des mystiques.

À l'époque classique, l'analyse rationnelle des phénomènes physiques impliqués par le vol animal prend le pas, peu à peu, sur la rêverie émerveillée. Aux xviii^e et xix^e siècles, la confrontation de plus en plus précise de la structure à la fonction, malgré des difficultés pratiques extrêmes, conduit à une analyse plus poussée de la machine volante animale et du phénomène du vol. La synthèse des résultats acquis va favoriser la réalisation, d'abord très progressive et imparfaite, puis plus perfectionnée de l'« oiseau artificiel », l'avion.

En ce sens, on peut dire que le désir de voler et l'exemple de la solution du « plus lourd que l'air » fourni par le vol animal furent à l'origine du développement de l'aviation. Malgré l'essor foudroyant de l'aéronautique et de l'aérodynamique, le vol animal conserve toujours son pouvoir de fascination sinon son mystère, et les réalisations techniques les plus élaborées sont bien loin de satisfaire au rêve mythique de ce vol silencieux, sans effort apparent, rapide ou immobile, infiniment sûr et maniable, dont la nostalgie reste profondément ancrée au cœur de l'homme. À chaque génération, le rêve d'Icare n'est-il pas, en effet, suggéré à l'enfant par le spectacle de l'oiseau ?

Les grandes fonctions liées au vol

Le vol complet, c'est-à-dire le maintien stationnaire d'un animal dans l'atmosphère ou son déplacement volontaire, actif, dans les trois dimensions de l'espace, implique la réalisation simultanée de trois fonctions élémentaires, la sustentation, la propulsion et la régulation (ou équilibration).

La sustentation est la fonction par laquelle l'animal (ou la machine volante) se maintient dans le fluide peu dense qui l'entoure en créant des forces mécaniques capables de lutter contre la gravité au point d'annuler les effets de celle-ci. Deux solutions, respectivement « actives » et « passives », sont possibles. La sustentation passive utilise la poussée d'Archimède jusqu'à un plafond pour lequel le poids du système équilibre la poussée. Cette solution, celle des montgolfières, des ballons sphériques et des dirigeables à hydrogène ou à hélium (« plus légers que l'air »), n'est pas absente du règne animal puisqu'elle joue un rôle essentiel dans l'équilibre hydrostatique de maints Poissons osseux, Mollusques et Cœlentérés, mais elle ne joue chez les animaux aériens qu'un rôle auxiliaire, jamais prépondérant dans la sustentation.

La sustentation active utilise une poussée d'origine aérodynamique telle que la résultante des forces équilibre le poids du système volant. Contrairement au cas précédent, la sustentation aérodynamique nécessite obligatoirement une dépense d'énergie ; le système volant est alors en général mobile par rapport à l'air ambiant et s'y déplace avec une vitesse plus ou moins grande : la sustentation est justement fonction de cette vitesse. Cette situation n'est pourtant pas obligatoire ; un système volant, immobile par rapport au fluide ambiant, peut s'y sustenter par réaction aérodynamique, s'il est capable de produire une poussée dirigée de haut en bas et suffisante pour équilibrer son poids : c'est la situation de « vol stationnaire », grand consommateur d'énergie, dont sont capables certains Insectes et Oiseaux (colibris), à la manière des hélicoptères.

La propulsion répond à la nécessité pour le système volant de se mouvoir dans l'atmosphère selon une direction sensiblement horizontale.

Elle peut ou non être associée à la sustentation. Dans le cas des ballons dirigeables comme dans celui des avions, sustentation et propulsion sont toujours assurées par deux systèmes indépendants l'un de l'autre. Le propulseur (hélice ou turbine) est animé d'un mouvement circulaire régulier qui, en accélérant un flux vers l'arrière, permet la progression horizontale de la machine volante. Chez les Insectes et les Oiseaux le mouvement circulaire est impossible et i [...]

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Stabilité de tangage
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Plané régulier en air calme
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Variation de la puissance avec la vitesse
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