EXPLICATION DES IMAGES CONTENUES DANS LA FIGURE

Les silhouettes ont été groupées ie plus souvent en séries représentant les attitudes des différentes espèces d'oiseau dans l’ordre de leur succession naturelle.

Hibou. — En bas de la page, H! représente un Hibou au moment où il commence à abaisser les ailes; H2 et H$ montrent des phases de plus en plus avancées de l'abaissement ; H4 les représente les ailes relevées. La forme sphérique de la tête de l'oiseau en rend la silhouette difficilement intelligible au premier abord ; une autre cause d'obscurité est l'inclinaison oblique du corps de l'oiseau.

Faisan argenté F. — Il est représenté au moment de l'essor et au milieu de l’abaissement de ses ailes ; l'oiseau est également orienté un peu obliquement.

Pigeon. — PI montre la fin de l’abaissement des ailes ; P2, le début de cet abaissement. L'animal représenté en PS est un Pigeon Montauban : cette espèce vole très mal; pt, Pigeon paon vu obliquement au milieu de l’abaissement de ses ailes ; p?, le même à la fin de l’abaissement.

Mouette. — M représente une Mouette volant horizontalement à une faible hauteur. Les positions 1, 2, 3, 4, 5, correspondent à des degrés successifs de l’abaissement des ailes: M6 est une Mouette planant et vue d'en haut; M7, Mouette vue obliquement dans un temps du vol plané; M8, Mouette au début de l’abaissement des ailes.

Bécassine. — Bt et B2, l'oiseau est vu presque de face ; B3, l'oiseau est vu de côté et par dessous à la fin de l'élévation des ailes; B4, Bô, il se laisse glisser sur l’air avec les ailes demi-fléchies.

Grive. — Gt, l’oiseau vu de dessous au début de l’abaissement des ailes; G2, il tient ses ailes serrées et se lance comme un projectile jusqu’à un nouveau coup d'ailes.

Emouchet. — Planant presque immobile, le bec tourné contre le vent, l’oiseau reste en place sans coups d'ailes. C’est ce qu’on nomme aussi vo/ stationnaire. Il semble que des courants d'air ascendants soient nécessaires pour ce genre de vol.

Canard. — C1 C2, divers degrés de l'élévation de l'aile; C3, fin de l’abaissement.

Chauve-souris. — Cht, milieu de l'élévation de l'aile; l'animal est vu par dessous; Ch2, fin de l’abaissement des ailes, vu d'arrière ; Ch3, début de l'élévation des ailes ; l’animal représenté avait perdu une partie de sa membrane inter-digitale du côté gauche; l’avant-bras dénudé imprimait des mouvements étendus à la main encore pourvue de ses membranes.

très détaillées et très instructives. Les figures 69 et 70 sont obtenues au moyen dés pellicules Balagny”.

On peut reprocher avec raison aux images.des fusils photographiques de ne donner que les attitudes de l'oiseau et. leur succession, mais de ne pas exprimer les positions de l'oiseau dans l’espace, ni la vitesse de sa translation. En effet, par cela même qu'on suit l'oiseau dans son vol en le visant comme ferait un chasseur, chacune des images doit se trouver au centre du petit compartiment qui lui est réservé sur la plaque sensible, et d'autant plus exactement dans ce centre que la visée a été plus juste ?.

ün outre, les images données par le fusil ne dépassant pas le nombre de 11 à 12 par seconde, sont insuffisantes pour exprimer

les phases successives d’une révolution de l'aile. Sur le Goéland

qui ne donne que 3 1/2 battements d'ailes par seconde en plein vol, on obtient, il est vrai, quatre attitudes différentes dans une révolution de l'aile; mais sur les oiseaux dont les battements d'ailes sont plus rapides, le nombre des attitudes est trop restreint. Il faut alors recourir à d’autres applications de la photo-

graphie.

1. Ces pellicules agglutinées par leur face non sensible sur des disques d’ébonite, puis taillées circulairement avec des ciseaux, s'introduisent dans le fusil à la facon des glaces sur lesquelles elles présentent plusieurs avantages : d’abord leur extrême sensibilité, puis leur légèreté qui fait que la pellicule et son support ont environ deux fois moins de masse que les glaces de la même dimension. Il s’en suit une plus grande rapidité dans la rotation de la plaque et l’on obtient ainsi un plus grand nombre d'images dans un battement d'ailes.

9. J'ai récemment construit un fusil ne donnant qu’une seule image, mais avec un objectif assez puissant pour que le temps de pose soit réductible au minimum. On obtient ainsi des images isolées, mais bien modelées et assez grandes pour qu'on y puisse saisir {ous les détails de l'attitude de l’oiseau représenté. C'est sous cette forme que la photographie instantanée semble le mieux applicable à la détermination des attitudes que prennent les animaux à différents instants de leurs mouvements. Et c'est avec un instrument de ce genre qu'on aurait le plus de chances de recueillir des renseignements curieux sur le vol d'oiseaux qu'on ne peut pas élever en captivité.

Sur le même principe que le fusil photographique, je viens de réaliser un appareil qui donne jusqu’à 50 images distinctes par seconde et dont il sera question au chapitre prochain.

$ 90. Des photographies sur champ obscur. — Si un objet vivement éclairé est placé devant un fond obscur, et qu'on en prenne l’image photographique, le moindre mouvement de l’objet pendant le temps de pose déforme l'image ; si le mouvement est étendu, l’on obtient sur la glace sensible une traînée plus ou moins longue qui reproduit fidèlement le trajet suivi par le corps lumineux. Réduisons à un point brillant le corps dont nous voulons avoir la trajectoire; celle-ci s’inscrira sur la plaque sensible sous la forme d’une courbe très pure qui reproduira les plus délicates inflexions du point brillant.

On conçoit que cette inscription ne puisse se faire que devant un champ absolument noir, de façon que la plaque photographique ne reçoive d'autre impression que celle du point brillant et garde toute sa sensibilité dans les parties que devra successivement parcourir l'image de ce point pendant son trajet. Or, toute surface noire émet encore une certaine quantité de lumière qui suffit, quand la pose est longue, pour voiler l’image obtenue. Chevreul a donné le moyen d'obtenir le nor absolu, l'obscurité parfaite, en prenant une caisse percée d’un trou et noircie intérieurement. La lumière qui tombe sur la petite ouverture de la caisse n'étant plus réfléchie au dehors, cette ouverture est d'un noir intense à côté duquel tous les corps matériels, le velours noir lui-même, paraissent colorés, ce qui prouve qu'ils réfléchissent encore certains rayons lumineux.

Je me suis approché autant que possible des conditions signalées par Chevreul en construisant un hangar profond, noire intérieurement, et tapissé au fond de velours noir. L'ouverture de ce hangar peut être plus ou moins rétrécie au moyen de rideaux et laisse un champ d'autant plus obscur qu'elle est plus étroite.

De petites boules de verre argenté, des boutons ou des tiges de métal poli sont les meilleurs objets à employer pour avoir

des trajectoires bien nettes ; on les fixe sur le corps dont on veut connaître le mouvement”.

S 91. Photographies des trajectoires. — Une Corneille noire fut munie au bout de l'aile, d’une petite bande de papier blanc recourbée en anse et fortement liée à l’extrémité de la première rémige. On fit voler l'oiseau devant le champ obscur;

Fig. 72. — Trajectoire photographique de la pointe de l’aile d’une Corneille. L'oiseau vole de gauche à droite. De petites flèches indiquent le sens du mouvement de la pointe de l'aile.

un appareil photographique ordinaire fut tenu ouvert pendant cinq battements d’ailes de l'oiseau. La figure 72 ainsi obtenue est la trajectoire du morceau de papier blanc attaché au bout de l'aile. Quant à l'oiseau lui-même, sa couleur noire le rendait invisible. La trajectoire de l'extrémité de l’aile de la Corneille se lit de droite à gauche, l'oiseau volait dans ce sens. On reconnaît la périodicité des mouvements de l'aile et l’on voit qu'à partir de l’origine du vol, l'intervalle qui sépare deux retours

périodiques d’un même mouvement va toujours en s'allongeant, par suite de l'accroissement de la vitesse moyenne de

l'oiseau.

La courbe décrite par l'extrémité de l'aile de la Corneille diffère sensiblement de celles que nous ont données, $ 79 et $ 75, l'aile

1. M. L. Soret de Genève a modifié cette méthode en employant comme corps lumineux de petites lampes à incandescence et en opérant la nuit.

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bâtarde de la Buse et l'extrémité inférieure de l’humérus du Pigeon. Outre les différences qui peuvent tenir au genre du vol de la Corneille, nous savons que la trajectoire du bout d’une rémige doit être différente de celle des autres parties de l’aile.

Un caractère commun à toutes les trajectoires que nous avons représentées, c’est qu'elles montrent l'aile se portant en avant dans sa phase d’abaissement. De petites flèches indiquent Le sens du mouvement pendant toute la durée du premier coup d’aile.

On voit qu'arrivée au bas de sa course, la pointe de l'aile remonte en formant une petite boucle et en croisant, pendant un instant, le chemin qu’elle a suivi dans la descente.

Ce trajet assez compliqué, surtout quand le mouvement de translation générale s’accentue, n’est pas constant d’une expérience à l’autre, sur un même oiseau. Il n’est guère possible pour le moment d’en tirer grand parti pour l'explication du mécanisme du vol; mais plus tard, ces inflexions diverses prendront un sens, quand on aura vu les effets de la résistance de l’air.

Ce genre d'inscription photographique indique tous les points de l’espace que le bout de l'aile a parcourus, mais il n’exprime pas à quels moments l'aile a passé par ces points. En d’autres termes, la courbe qu’on vient de voir n’exprime que des relations d'espaces et non des relations de temps; elle ne fait connaitre qu'une partie des éléments du mouvement. La photochronographie donne à elle seule l'expression complète du mouvement.

S 92. De la photochronographie. — Pour introduire la notion de temps dans la trajectoire photographique d’un point lumineux qui se meut devant un champ obscur, il suffit de produire, à des intervalles de temps égaux entre eux et aussi courts que possible, des interruptions dans l’arrivée de la lumière à l'intérieur de l'appareil photographique. Ces éclipses successives se traduisent par des interruptions de la courbe, et celle-e1 apparaît formée de points ou de traits Juxtaposés, selon la vitesse du mouvement. La figure 73 représente une boule blanche qu'on a lancée devant le champ noir et qui décrit dans l’air sa trajec-

toire parabolique. Une échelle métrique, photographiée sur la

plaque même, permet d'estimer la longueur réelle du chemin

@ @ EQ:

Fig. 73. — Trajectoire photochronographique d'une boule blanche lancée devant le champ noir.

parcouru par le mobile entre deux admissions successiwes de la lumière. Il reste à régler exactement les durées de ces intervalles et l’on aura la notion complète de mouvement du projectile.

Pour produire des intermittences régulières dans les éclairements, on dispose, au devant de la plaque sensible, un disque opaque présentantdes fenêtres loncues el étroites percées suivant des rayons. Le disque tourne avec une rapidité connue et d'un mouvement parfaitement uniforme, grâce à l’emploi d'un régulateur. D'après la vitesse de rotation du disque et le nombre des fenêtres, on connaîtra je nombre d'images qui seront prises dans chaque seconde ; d'autre part, d’après l’espace angulaire que représentent les fenètres, on saura la durée du temps de pose. Avec une bonne

lumière on peut réduire ce temps à 1/1000, à 1/10000 de se-

conde, même à une durée plus courte encore, et obtenir de

bonnes images". Cela posé, il est facile d'interpréter la figure 73 et d'y voir non seulement la forme parabolique de la trajectoire suivie par la boule en mouvement, mais l’étendue totale de son parcours, le nombre de centièmes de seconde employés à l'effectuer, enfin les espaces parcourus dans ces intervalles de temps successifs, c'est-à-dire les accélérations et les ralentissements du projectile.

Ce qui vient d’être dit des mouvements

d’un point sur sa

— Oscillations d'uné tige vibrante formant des ventres et des nœuds.

trajectoire s'appli-

que aussi aux mou- à | ES Ep vements des diffé- =

rents points d’un même corps sur leurs trajectoires respectives. Agitons devant le champ

noir une longue et

mince tige de bois blanc, de facon qu'elle forme en oscillant des ventreset des nœuds:

1. Pour les détails de la méthode et la construction des appareils, voir La Méth. graph., loc. cit., p. 25.

L'image photographique (fig. 74) montrera les différentes inflexions de la tige; elle traduira la forme et la position qu’elle occupait dans l'espace à des instants consécutifs.

Tel est le principe de la méthode que j'ai appelée Photochronographie et qui, mieux que toute autre, traduit les phases de la locomotion des êtres animés. Je l’ai appliquée à la solution de différents problèmes relatifs à la locomotion de l'Homme et des quadrupèdes *; elle se prête non moins bien à l'analyse du vol.

Faisons passer devant le champ noir un oiseau blanc et vivement éclairé ; nous obtiendrons des images successives de l'oiseau à des intervalles de temps plus ou moins rapprochés, suivant l'intervalle qui sépare les fenêtres du disque. La figure 75 montre un Goéland volant devant le champ noir; l'oiseau est photographié 10 fois par seconde.

Les images successives montrent alternativement les ailes levées et abaiïssées; cela tient à ce que le Goéland donnant, à

l'essor, à peu près cinq coups d'ailes, et le disque produisant

10 éclairements par seconde, l'aile se trouve saisie dans deux attitudes presque diamétralement opposées. Si le nombre des coups d'ailes de l'oiseau était exactement de cinq par seconde, le retour périodique des attitudes serait absolument régulier et l'on verrait toujours l'aile à des degrés semblables, soit d’élévation, soit d’abaissement; mais comme il n'en était pas ainsi, le nombre des coups d'ailes n’était pas exactement un sousmultiple de celui des éclairements.

Entre les deux positions extrêmes de l’aile représentées sur la figure 75 existaient une infinité d’attitudes intermédiaires qui ne sont pas photographiées, mais qu'on aurait obtenues si les éclairement avaient coïncidé avec d’autres phases des mouvements de l'oiseau.

En multipliant davantage les fenêtres du disque, par exemple en en doublant leur nombre, on aurait obtenu un nombre double

A. Comptes rendus de l'Acud. des sciences, passim.

d'images et par conséquent des attitudes intermédiaires à celles qui sont reproduites 1c1 l'aile se fût montrée au milieu de la phase d’ascension et de celle d’abaissement.

En quadruplant le nombre des fenêtres, on aurait eu 8 attitudes pour une révolution de l'aile (fig. 76), mais alors une certaine confusion se serait produite par la superposition partielle de ces images. Nous dirons plus loincommentonpeutobtenir un grand nombre d'images, tout en échappant à cet inconvénient.

S 93. De la vitesse de l'oiseau étudiée par la photochronographie. — Les images photochronographiques montrent encore la vi-

Photochronographies d’un Goéland (10 images par seconde).

tesse de l’oiseau. Cette vitesse s’estime d'après le

chemin parcouru entre deux

Fig.

éclairements successifs, c'est-à-dire en 1/10 de seconde. Prenons au compas la distance qui sépare un même point, le bout du bec par exemple, sur deux images consécutives, et portons cette longueur sur l’échelle

métrique : nous verrons i qu'elle correspond à 80 centimètres environ, ce qui répond

MarEey. — Vol des oiseaux. 10

à une vitesse de 8 mètres par seconde, à l'instant considéré.

Les déplacements de l'oiseau suivant la verticale s’apprécient non moins facilement. Prenons un fil très fin que nous tendrons en l’appliquant sur la figure 75, de manière à le faire passer par l'œil de l'oiseau sur deux images où celui-ci est

représenté avec les ailes élevées. Ce fil passera sensiblement

au-dessous de l'œil de l’image intermédiaire qui représente l’oiseau avec les ailes abaissées. Par conséquent, l’abaissement

Fig. 76. — Photochronographies d'un Goéland (25 images par seconde).

de l’aile produit une réaction verticale sur le corps de l’oiseau qu'il soulève légèrement. L'étendue de ce mouvement est très faible et la valeur en est difficile à apprécier à cause des proportions réduites de la figure ei-contre, mais elle devient mesurable sur cette même figure agrandie par projection au moyen de la lanterne magique.

On voit encore que les espaces parcourus par l'oiseau en 1/10 de seconde vont toujours en augmentant, de l’origine à la fin de la figure. En effet, prenons au compas la longueur comprise

1, Dans ces agrandissements, il est bon d'amener l’image de l'oiseau à ses dimensions véritables ; cela simplifie les mesures des espaces parcourus et celles de la vitesse, puisque toutes les dimensions sont représentées avec leur grandeur réelle sur la figure projetée.

entre les extrémités du bec sur deux images d'oiseaux dans la même attitude; cette longueur, qui représente le chemin parcouru pendant la durée d’un coup d’aile, est de plus en plus grande, du commencement à la fin de la série; ce qui exprime une accélération de la vitesse moyenne du vol. Ainsi, le vol, à partir du moment de l'essor, gagnait peu à peu de la vitesse celle-ci, en trois coups d'ailes, s’est élevée de 8 à 10 mètres par seconde.

Pour comparer la vitesse dans les deux phases opposées du coup d’aile, l’élévation et l’abaissement, on prend, sur une longue série d'images photochronographiques, d’une part la somme des espaces parcourus pendant un certain nombre d'abaissements de l'aile, d'autre part la somme des espaces parcourus pendantle même nombre d’élévations ; on voit aussitôt que la première de ces longueurs est sensiblement plus grande que la seconde. Ainsi, l'oiseau gagne de la vitesse pendant l’abaissement de ses ailes ; il en perd pendant leur phase d’élévation. Cela confirme les résultats obtenus par Les expériences graphiques exposées dans le chapitre précédent.