CHAPITRE II LES THÉORIES SÉRIEUSES

Le vent ascendant. — On a cru quelque lLemps, et beaucoup de personnes croient encore que le vol à voile ne peut s'expliquer scientifiquement que si le vent est ascendant. Nous trouvons déjà cette idée chez de

(1) L'Aérophile, 1° janvier 1909.

(2) L'Aérophile, 15 décembre 1908.

(3) Le vol à voile et l'aviation, Revue scientifique, 30 mars 1895.

(4) D'Esterno, le Vol des oiseaux, 1864.

(5) Davidson, Scientific american, 27 mars 1871.

(6) Mouillard, l'Empire de l'air, 1881.

(7) Basté, L'Aéronaute. sept., oct. et nov. 1887.

(8) Bretonnière, l’'Aéronaule, 1889 et 9 ; el Congrès de Chicago, 1893.

(9) Marev, Le Vol des oiseaur, 1890.

(10) Drzewiecki, le Vol plané, 1891.

Louvrié en 1868 et chez Pénaud en 1875, puis chez Lilienthal (1) en 1889. On a vite reconnu que, si cette hypothèse explique cerlains cas particuliers, elle ne saurait s'appliquer au phénomène général du vol à voile qui se produit sur d'immenses étendues ; il faudrait supposer que toute l'atmosphère monte pendant des journées entières, ce qui ne peut être pris au sérieux.

Déjà Mouillard en 18$1, et Marey en 1890, ne mentionnent cette théorie que pour mémoire, en déclarant qu'il ne faut pas compter sur elle.

Voici le passage de Mouillard {2) : « L'exhaussement se produit par le bon emploi de toutes ces données, et par le choix d’une foule de circonstances heureuses, commençant par les courants ascendants, dont on a beaucoup parlé ces temps-ci, et sur lesquels il ne faut guère compter. »

Enfin M. Soreau a très nettement résumé la question dans les termes suivants (3) :

« Maints observateurs ont vu de nombreux voiliers disséminés au même instant un peu partout dans le ciel. Les uns, désireux de rester à proximité de leur nid ou de leur proie, décrivaient des orbes au-dessus d'une région déterminée, iandis que d’autres se plaisaient à suivre une direction rectiligne, brisée de loin en loin par quelques crochets. Est-il possible d'admettre que les courants ascendants soient en assez grand nombre pour expliquer des manœuvres aussi variées ? Une autre objection me paraît tout à fait concluante : on sait que les petites espèces ont, par unité de poids, une surface alaïire plus forte que les grandes espèces ; dans l'hypothèse des courants ascendants, le vol à voile serait donc plus facile aux oiseaux les plus petits; or, c’est le Contraire qui a lieu. Assurément, il existe des vents ascendants, et l'oiseau, heureux de pouvoir se livrer à ses exercices sans dépenser d’énergie, se garde bien de les négliger ; certaines observations donnent même à penser qu'il peut les découvrir aisément et s’y repose volontiers ; mais si les courants ascendants facilitent le vol à voile, ils ne sauraient en fournir une explication générale. »

Il n’est pas douteux que les oiseaux recherchent volontiers les vents ascendants, qui se produisent audessus d'un pli de terrain, d’une falaise, ou d’un obstacle tel qu'un pont traversant une vallée. Plusieurs observations sont {rès nettes à cet égard. Citons d'abord la description bien connue de angley au Congrès de Chicago en 1893 :

« Je traversais le grand aqueduc du Potomac par une rafale de novembre extrêmement forte. Aux deux tiers environ de l’aqueduc à partir de la rive gauche, juste au-dessus du parapet de droite et à une hauteur de 20 mètres au plus, planait un busard qui se plaisait à rester en cet endroit, comme s’il eût voulu se maintenir au-dessus de quelque objet. Cependant la tempête remontait le courant du fleuve, s'engouffrant avec violence dans cette tranchée où aucun obstacle ne venait la briser ».

L'obstacle qui venait la briser n’a rien de mystérieux : c'est l’aqueduc lui-même qui occasionnait un remous ascendant.

Une autre observation très nette est celle de M. Goupil (4) au-dessus de la digve du port de Granville, digue qui mesure 1.400 m. de longueur et près de 50 m. de hauteur. « Quand le vent, écrit-il, est perpendiculaire à la direction du barrage, on voit les goélands en foule prendre leurs ébats ; j'en ai tenu en station pendant 40, 60, S0 secondes au bout de ma jumelle. Si le vent a une autre direction, ils disparaissent el vont en un autre lieu chercher un vent ascendant. »

Citons encore cette observation fort précise de Marey : « Il faut rattacher au vol à voile un phénomène très

singulier, dont j'ai été plusieurs fois témoin : c'est l'immobilité de l'oiseau dans un même point de l'espace, avec un simple balancement du corps et sans

battement d'ailes. Une crécerelle m'a donné ce spectacle. Elle se tenait les ailes demi-fléchies, le bec au vent qui soufflait avac force. Ajoutons toutefois que

(1) Lilienthal, der Vogelflug als Grundlage der Fliegekunst, 1889.

(2) L'Empire de l'Air, 1881, page 44.

(3) Loc. cit.

(4) Bull, lechnol. des Anc. Elèves des Arts et Métiers, septembre 1908.

244 1 Juin 1909

l'oiseau était à quelques mètres au-dessus de la cime des peupliers. On peut supposer que le vent réfléchi sur ce rideau d'arbres prenait une direction ascendante capable de soutenir l'oiseau. »

Les exemples analogues ne manquent pas.

Il faut même, croyons-nous, rattacher au moins partiellement à la théorie du vent ascendant le fait, souvent observé, des oiseaux voiliers qui suivent les navires en mer. Ils se maintiennent pendant des heure! à peu près au même point par rapport au navire. Voici une observation très nette de E. Lapointe (1) :

« L'auteur a, pendant près d’une heure. observé à une distance ne dépassant jamais 5 mètres, une mouette suivre le navire sans faire aucun Dattement d'ailes, sans qu’à cette faible distance il pût constater le moindre frémissement des plumes, des ailes ou de la queue ; il a remarqué simplement un léger balancement, du reste lent et irrégulier, de tout le corps de l'oiseau ; il y avait même des intervalles de plusieurs minutes pendant lesquelles ce balancement lui-même n'était pas perceptible. Il se maintenait ainsi sans que son niveau baissât, et cependant le vent était horizontal, la fumée qui s’échappait de la cheminée du navire montrait qu'il ne pouvait venir d'en bas. »

Dans les moments où l'oiseau se balançait, l’explication est dans la théorie du vent louvoyant, que nous exposerons ci-après : mais dans les moments où le balancement cessait, force est de recourir à la théorie du vent ascendant, malgré l'affirmation très nette de l'auteur. Il est clair que la carène du navire, ses bastingages, ses dunettes, ses diverses saillies créent des remous de vent, et que ces remous comportent des parties ascendantes que l'oiseau sait choisir ; à un mètre de là, la fumée peut être horizontale, cela ne prouve rien. Le navire jouerait ici le même rôle que l’'aqueduc du Potomac dont parle Langley.

Il est donc certain que la théorie du vent ascendant s'applique dans certains cas particuliers, et on aurait tort de la rejeter systématiquement ; mais ce ne sont que des cas particuliers, et les deux objections, si clairement exprimées dans le passage de M. Soreau cité plus haut, l'empêchent d’être la théorie générale du vol à voile.

D'ailleurs, même par vent ascendant, on ne voit jamais planer les petits oiseaux pourtant si bien doués sous le rapport des surfaces, mais seulement les vrais voiliers qui savent utiliser l'énergie interne du vent sous d’autres formes : et cela donne à penser que le vent ascendant n’est pour eux qu'une aide, un appoint, et non le phénomène essentiel.

Un regain d'actualité a été donné récemment à la théorie du vent ascendant par M. Marcel Deprez (?) qui a même cru l'avoir découverte, et qui démontre qu’elle est indispensable à l'explication du phénomène. Nous indiquerons plus loin en quoi son raisonnement est en défaut ; disons de suite qu'il n’a pas pensé que les diverses forces en jeu peuvent n'être pas dans un même plan, et que, outre les réactions sustentatrice et propulsive qu'il considère, il peut exister une troiue composante latérale qui change tout le pro-

me.

L'énergie interne du vent. — C'est à Mouillard, croyons-nous, que revient l'honneur d’avoir, en 1881, aperçu la véritable source d'énergie utilisée dans le vol à voile, sans d’ailleurs se rendre compte de son importance capitale. Elle est dans les intermittences du vent.

« L'angle juste, dit-il (3), la force irrégulière du vent bien employée, toutes ces conditions réunies rendent le problème facile à comprendre... Une étude attentive du vol des oiseaux fait voir qu'il y a des bouffées irrégulières non seulement à la surface, mais même jusqu'aux confins de l’atmosphère visible. » Et plus loin (4) : « Cette périodicité du vent est indéniable ; on n’'a.qu’à se souvenir des hurlements successifs de la bise d'hiver dans nos cheminées. »

La théorie des montagnes russes, — Par quel mécanisme utiliser ces variations du vent? Mouillard

(1) E. Lapointe, Essai sur la navigation aérienne, Paris 1896.

(2) Comptes rendus de l'Acad. des Sc., 13 avril 1908.

(3) Loc cit., p. 45.

(4) Loc cit., p. 220.

esquisse la théorie dite des montagnes russes. Il suppose que l'oiseau, allant contre le vent, se laisse descendre pendant l’accalmie pour acquérir de la vitesse ; puis quand vient le coup de vent, dont la vitesse s’ajoute à celle qu'il vient d'acquérir, il en profite pour remonter plus haut que son point de départ.

Pour mieux faire comprendre son idée, il imagine un cerceau qui descend une pente suivie d’une montée.

« Si nous supposons qu'on puisse, lorsque le cerceau est en train de remonter, déplacer le sol, de manière à ce qu'il aille en sens contraire du jouet, c’est-à-dire lui venir dessus, nous activerons encore l'ascension en lui communiquant une force supplémentaire, indépendante de son individu, dont la résultante sera encore une élévation. »

L'exactitude de cette idée a été vérifiée par Bazin, qui a réalisé matériellement l'expérience imaginée par Mouillard au moyen d’une bille roulant sur une piste en forme de montagnes russes. Cette expérience est décrite dans le Vol des Oiseaux, de Marey, page 317.

Mais l'oiseau n’est pas un cerceau ou une bille, c’est un aéroplane porté par l'air. Bretonnière a fait un essai de calcul, dans lequel il ne fait intervenir que les forces vives, mais toujours pas les propriétés de l’aéroplane, et il reste à démontrer que l'oiseau peut utiliser l’énergie interne du vent pour obtenir une sustentation coninue.

Marey, Bazin, Langley, Soreau ont ensuite développé la même théorie, mais en la basant toujours sur un raisonnement intuitif plutot que sur un calcul précis.

M. René de Saussure a donné un calcul (1) tout à fait insuffisant, malgré sa grande complication, à cause de ses nombreuses hypothèses injustifiées ; il suppose notamment que l'oiseau se laisse tomber verticalement et remonte verticalement, ce qui n’a aucun rapport avec la réalité; de plus, il ne traite qu'un exemple numérique, et non une théorie générale.

L'essai de calcul de M. Le Clément de Saint-Marcq (2) n’est pas plus heureux, car il suppose a priori que l'oiseau fait un angle de 45° avec l'horizontale, et qu’il reçoit alternativement le vent debout et le vent arrière !

Nous donnerons dans un prochain article un calcul un peu plus serré.

Expériences de Langley. — Le professeur Langley, secrétaire de l'Institut Smithson, à Washington, à apporté au Congrès de Chicago, en août 1893, un fait capital qui a donné beaucoup de force à la théorie des montagnes russes. C’est la constatation scientifique de l'existence des variations de vitesse du vent. Non seulement la vitesse du vent varie constamment, mais les variations sont rapides et beaucoup plus importantes qu’on ne le supposait jusqu'alors.

Les graphiques obtenus par Langley à l’aide d’'anémomètres précis montrent à chaque instant des variations brusques de 5 m., 6 m., 8 m. par seconde; parfois la vitesse s’annule tout à fait pendant une seconde, puis saute à 12 ou 15 m. L'amplitude des variations est d'autant plus grande que le vent moyen est plus fort, ce qui fait comprendre pourquoi le vol à voile n’a lieu que lorsqu'il y a du vent; mais ce n’est pas l'importance du vent lui-même qui est en cause, c'est l'importance de ses variations. Quant à la durée des sautes de vent, elle est fort courte ; Langley indique à secondes environ.

M. Fines, directeur de l'Observatoire de Perpignan, a fait, avec M. G. Sorel. des expériences analogues à celles de Langley, mais avec des appareils plus précis (3). Les résultats confirment en tous points ceux de Langley.

M. A. Lancaster, directeur du service météorologique de Belgique, a également publié des diagrammes anémométriques intéressants (4. Mentionnons encore les observations de Church et Hazen, Helmholtz, Angot, Houzeau, Lilienthal, Le Clément de Saint-Marcq.

(1) Revue de l’Aéronautique, 1893.

(2) Commission perman. internat. d'aéronautique, session de Bruxelles, septembre 1907.

(3) G. Sorel, Revue scientifique, 11 mai 1895: voir aussi le Bulletin météorologique des Pyrénées-Orientales, 1886 et 1888.

(4 Sur la nature du vent, Congrès de l'Atmosphère, Anvers 1895 ; et La Force du vent en Belgique, annuaire météorologique de Belgique, 1903.

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