SES DIFFÉRENTS TYPES

Classement des différents types d'oiseaux suivant leur aptitude au vol. — Influence de la conformation de l'oiseau sur sa stabilité dans l'air. — Des différentes facons dont l'oiseau corrige ses défauts d'équilibre. — Formes du corps et des ailes de l'oiseau. — Légèreté spécifique des ailes, chez les différentes espèces. — Rapport de la surface des ailes au poids de l'oiseau. — Théorie qui admet que les grandes espèces seraient incapables de voler. — Rapport du poids des muscles de l’aile à celui du corps de l'oiseau.

S 52. Classement des différents types d'oiseaux suivant leur aptitude au vol. — De même que les types si nombreux des navires se distinguent entre eux par leurs qualités nautiques, de même les différents types d'oiseaux empruntent à leur conformation anatomique certaines aptitudes distinctives. Les uns sont remarquables par leur stabilité dans l'air, les autres par leur vitesse; ceux-ci, avec leurs grandes surfaces d'ailes, rappellent ces barques rapides qui portent beaucoup de toile; ceux-là, par le développement énorme de leurs muscles, sont comparables aux vaisseaux munis de machines puissantes.

Les caractères anatomiques d’un oiseau, sa conformation générale, la surface de ses ailes, le poids relatif et la forme de ses muscles, etc., tels sont les éléments d’après lesquels on peut préjuger de ses aptitudes pour tel ou tel genre de vol. À ce sujet, on trouve dans divers auteurs des renseignements du plus haut intérêt. Ces éléments épars gagneront à être réunis ; ils prépareront le lecteur aux études expérimentales que nous exposerons bientôt.

S 53. Influence de la conformation de l'oiseau sur sa stabilité dans l'air. — Les anatomistes ont insisté avec raison sur les conditions favorables que présente la conformation de l'oiseau, au point de vue de la stabilité dans l'air. L'attache des ailes se fait à la partie la plus haute du thorax, de sorte que, pendant le vol, le centre de gravité du corps se trouve le plus bas possible audessous du point d'appui que l’aile prend sur l'air. Si l’on observe, au moment de son essor, un Canard et surtout un Râle, on voit le corps pendre comme un sac au-dessous des ailes qui le supportent. Mais cette attitude, si favorable à la stabilité, ne s'observe pas sur les oiseaux dont le vol est rapide : l'Hirondelle, la Mouette, glissent souvent sur l’air, en abaissant la pointe de leurs ailes bien au-dessous du niveau du corps. Le vol, chez ces espèces, semble s'effectuer dans un état d'équilibre instable, où les chutes commencantes sont sans cesse corrigées par quelque habile manœuvre.

Sur une coupe transversale du corps d’un oiseau, on peut se convaincre que la superposition des divers organes se fait par ordre de densités croissantes de haut en bas. Ainsi, les poumons et Les sacs aériens occupent les parties les plus hautes, tandis que l'intestin et surtout les grandes masses charnues formées par les muscles pectoraux occupent les parties inférieures du corps. C’est done au voisinage de ces parties déclives que doit se trouver le centre de gravité.

Borellus ! et Prechtl? ont cherché à assigner une position précise au centre de gravité dans le corps de l'oiseau; mais ces tentatives sont vaines, car la position de ce point change à chaque mouvement de l'oiseau par suite des déplacements de la tête, des pattes et surtout des ailes. La mobilité du centre de gra-

1. D'après Borellus, le centre de gravité du corps de l'oiseau serait situé directement au-dessous de l’attache des ailes et dans un plan vertical qui passe par le milieu du sternum.

2. Pour Prechtl, le centre de gravité de l'oiseau serait sur une ligne horizontale perpendiculaire à la droite qui joint transversalement les deux articulations des épaules, et en arrière de celle-ci, d'une quantité égale à la moitié de la largeur des ailes.

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vité est une des difficultés principales que nous rencontrerons plus tard, quand il s'agira de mesurer les forces qui agissent dans le vol de l'oiseau, d'après les déplacements imprimés à la masse de son corps, et par conséquent au point central où cette masse est en quelque sorte concentrée.

Ces déplacements ont encore une grande influence sur la direction du vol, comme Léonard de Vinei l'a observé; ils en modifient aussi la vitesse : un Héron poursuivi par un oiseau de proie allonge le cou et détale ainsi plus vite.

$ 54. Des différentes façons dont l'oiseau corrige ses défauts d'équilibre. — Pour rétablir son équilibre compromis, l'oiseau dispose de différents moyens. 11 peut donner à l’une de ses ailes des battements plus étendus qu’à l’autre. D’autres fois, il oriente sa queue à la façon d’un gouvernuil, pour corriger la direction de son vol, si elle est trop ascendante ou trop descendante. Enfin, par l'allongement ou le raccoureissement de son cou. il produit des effets analogues ; Les échassiers utilisent, dans le même but, les mouvements de leurs pattes.

Ces divers moyens de changer l’inclinaison de l'axe du vol se suppléent l’un l’autre. Ainsi, les oiseaux qui ont une large queue ont en général le cou et Les pattes assez courts. La queue, au contraire, est rudimentaire et peu efficace comme gouvernail chez les Palmipèdes et les Échassiers qui, les uns en tendant le cou, les autres en allongeant les jambes, élèvent ou abaissent à leur gré la direction de leur vol.

Il est surprenant de voir avec quelle vitesse interviennent ces mouvements du cou et de la queue : les actes réflexes les plus rapides en donnent à peine une idée.

Si l’on tient entre les deux mains un Pigeon, de facon que l’axe du corps soit bien horizontal, la queue se maintient aussi dans l’horizontalité. Mais qu’on vienne à relever tant soit peu la tête de l’oiseau, aussitôt sa queue se relève brusquement, parfois jusqu’à faire un angle droit avec l’axe du COrps. Abaisse-t-on au contraire la tête du Pigeon, sa queue s’abaisse aussitôt et Sélale en surface. Il y a là, visiblement, production

instinctive d'actes qui, pendant le vol, auraient pour effet de corriger, comme par un coup de gouvernail, la direction ascendante ou descendante qu'on a imprimée à l’axe du corps de l'oiseau.

Si l'on répète la même expérience sur le Canard, on verra l'animal réagir par des mouvements du cou. Quand l’on élève la partie antérieure du corps, la tête s'abaisse et se porte en avant d’une manière soudaine; si au contraire on abaisse l’avant de l'oiseau, la tète se porte en arrière et se loge entre les épaules.

$ 55. Formes du corps et des ailes de l'oiseau. — Les ingénieurs qui construisent des carènes de navires sont arrivés à reconnaître qu'un bateau de bonne marche doit avoir non seulement l’avant de sa carène effilé et tranchant pour fendre l'eau, mais qu'il n’est pas moins indispensable de donner aux formes de l'arrière une finesse au moins égale, pour éviter les remous dont l’action est retardatrice. Les lois de la résistance au mouvement des corps dans les différents fluides sont les mêmes: aussi, la forme de l'oiseau, effilé de l'avant et surtout de l'arrière, est-elle éminemment favorable à la vitesse du vol, en réduisant considérablement la résistance de Pair?

Quant à l'aile qui doit, tour à tour, fendre l’air ou s’y appuyer, elle offre, dans un sens la forme de moindre résistance, dans l’autre celle de résistance maxima.

Pour fendre l'air, l'aile présente un véritable tranchant formé du bord de la membrane alaire et de celui de la première rémige carpienne. Pour s'appuyer sur l'air, elle dispose d’une surface large et légèrement concave ? à sa face inférieure, la seule qui doive rencontrer la résistance de ce fluide.

S 56. Légèreté spécifique des ailes chez les différentes espèces d'oiseaux. — Au point de vue de leur structure géné-

1. Voir au chap. x1v, les lois de la résistance de l'air. 2 La forme concave accroit, dans une forte proportion, la résistance

qu'éprouve une surface à se mouvoir dans un fluide. Voir au chap. xiv.

rale, les ailes offrent encore une particularité intéressante : elles sont plus ou moins massives ou légères, relativement à l'étendue de leur surface. Cayley", qui paraît s'être occupé Le premier de cette relation, cite le Héron comme type pour les ailes légères; le Fou aurait des ailes deux fois et demie plus pesantes à égale surface. Cayley à été conduit à ces études par la préoccupation de rechercher le type le plus avantageux, pour construire des ailes mécaniques destinées à une machine volante. D’après ses calculs, une aile de 54 pieds carrés, construite sur le type Héron, pèserait 1 livres ; la même surface d’aile, dans le type Fou de Bassan, pèserait 18 livres”?.

$ 57. Rapport de la surface des ailes au poids du corps de l'oiseau. — Tous les oiseaux ne sont pas également bien votés, comme on dit quelquefois, en employant une locution usitée dans la marine. En d’autres termes, les différentes espèces d'oiseaux sont pourvues de surfaces d'ailes très différentes, eu égard à leurs dimensions : le Canard est moins voilé que le Héron. Sur deux de ces oiseaux, dont les poids étaient à peu près égaux, la surface des ailes était dans le rapport de 1 à 2.

Mais la condition qui influe le plus sur le rapport de la surface des ailes au poids de l'oiseau, c’est la valeur absolue de ce poids : Dubochet* à montré le premier que si l’on compare deux

1. Cayley, Sur la navigation aérienne (L'Aéronaute, 1877, p. 179; traduit du Nicholson’s Journal, 1809, vol. XXIV, p. 164).

2. Cayley aborda l'étude du vol dans un but tout à fait pratique. On avait annoncé qu'un horloger viennois, nommé Degen, venait de s’enlever dans les airs au moyen d'ailes mécaniques. Tenant la nouvelle pour certaine, Cayley entreprit de construire également un appareil capable de faire voler un homme. Dans ce but, il étudia les moteurs légers et les lois de la résistance de l'air, puis ilconstruisit, comme l'avait déjà fait Léonard de Vinci, de grandes ailes membraneuses, légères et facilement maniables, qui trouvaient cependant sur l’air une grande résistance. Il créa l'aéroplane, construisit un hélicoptère semblable à celui que venaient d'imaginer Launay et Bienvenu ; enfin il fit de nombreux essais d'appareils aviateurs, dont il n’obtint que des résultats imparfaits. Mais de toutes les recherches de Cayley se dégagent d'importantes découvertes, qui ont fait progresser la théorie du vol et dont nous signalerons les principales en temps et lieu.

3. Dubochet, Recherches sur le vol des oiseaux. Nantes, 1834.

oiseaux de même forme, mais de taille différente, l'oiseau Île plus petit aura, relativement à son poids, la plus grande surface d'ailes.

Ce fait s'explique tout naturellement par les lois de la géométrie. En effet, le poids des animaux est proportionnel au cube de leurs dimensions linéaires ; leur surface n’est proportionnelle qu'au carré de ces dimensions. De sorte que si l’on compare deux oiseaux géométriquement semblables, mais dont lun ait deux fois plus de longueur que l’autre, de bec en queue; si le plus petit de ces oiseaux pèse 1000 grammes, le plus grand en pèsera 8 000, et si la surface d'ailes est de 3 décimètres carrés dans le petit oiseau, elle sera de 12 décimètres dans le grand. Il s'ensuit que, pour porter un poids huit fois plus lourd, le grand oiseau aura des ailes quatre fois seulement plus étendues que le petit.

Dans son remarquable travail sur le vol’, Prechtl à tenu compte de ces relations entre la surface des ailes et le poids du corps, chez les différentes espèces ?.

Cette publication était peu connue en France, car en 1868, de Lucy * étonna beaucoup les adeptes de l'aviation, en annoncant que les êtres volants ont d'autant moins de surface alaire qu'ils sont plus pesants. Cette relation était déduite d’un grand nombre de mesures prises sur des animaux d'espèces et de tailles différentes *.

1. Prechtl, Untersuchungen über den Flug der Vügel, Wien, 1846.

2. Dans ses calculs, Prechtl compare la racine carrée des surfaces à la

racine cubique du poids; la formule est a dans laquelle S correspond à er)

la surface des ailes et P au poids de l'oiseau.

3. De Lucy, Le vol des oiseaux, in Presse scientifique des deux mondes, 1865. |

4, Pour rendre la comparaison plus saisissante, de Lucy rapportait toutes ses mesures à un type idéal dont le poids serait d’un kilogramme. Ainsi, après avoir trouvé qu'un Cousin qui pèse 3 milligrammes a des ailes de 30 millimètres carrés, il concluait que dans le type Cousin le kilogramme d'animal est pourvu de 10 mètres de surface d'ailes.

Dans un tableau comparatif, de Lucy établit les relations suivantes entre

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Hartings ‘ a cherché, sur un assez grand nombre d'oiseaux, à déterminer le rapport de la surface des ailes au poids de l’animal; il a consigné ces mesures dans un tableau d'ensemble où il compare [a racine cubique du poids à la racine carrée de la surface. Hartings obtint de cette facon un rapport? qui, sans être constant, ne présente plus les écarts surprenants trouvés par de Lucy, au moyen d’une méthode illogique.

J'ai moi-même dressé une liste analogue * en opérant sur des oiseaux de différentes espèces, tués au fusil, pesés immédiatement et soumis à la mensuration des surfaces alaires. Le rapport trouvé était à peu près le même que celui indiqué par Hartings.

Mais c’est surtout à Müllenhoff‘ qu'on doit d'importantes études

le poids et les surfaces d'ailes chez un certain nombre d'êtres volants :

Espèces. Poids de l'animal. Surface des ailes. S. par 1 kil. Éainara". :.. : ces 3 milligr. 50 mm. c. 10m”; PORN... .. à. 20 centigr. 1663 mm. c. 8 m. 1/3 PISÉON. .. . NUE 290 grammes. 750 c. c. 2,586 c. c. Creosres nr ten" 2265 = 4506 c. c. 1m,988 c. c. Grue d'Australie... 9500 8543 €. c. Om,899 c. €.

1. Hartings, Archives néerlandaises, t TV, 1869. 2. Voici le tableau donné par Hartings :

Espèces. Poids. Surface. Rapport.

) «d RE s V'p IS Barustatmentitus: pes 565,0 541 2,82 SAM AS NNTRACAS. ee TE LL 508,0 321 2,26 GAP PAT CEN AN cp ARRARIA CAES VAS 495,0 262 2,05 Se. MO Ci. MOMENT ES NEO 215,9 144 1,84 5: Darus rdbundus. 1.1.7). 197,0 331 3,13 6. Maëhetes pügnax.. 2... 190,0 164 2,23 1: Halls ragmatiens.. 1.1... 110,5 101 1,81 8 TUPdRS paie...) lu 103,4 101 2,14 D DUPUUSS Men. mr an 88,8 106 2,31 10. Sturnus DU NS CORAN EST 86,4 85 2,09 11: Bombicilla gérrula.., 60,0 44 1,69 12 Aude agvensis, 2. : 41.70 32,2 75 2,69 192 Porns ion, it 0 14,5 31 2,29 PA PIRE pins. 5" 0 10,1 25 2,33 LS FAT eBrule Ge. AC ae 9,1 24 2,34