Revue scientifique, 8 septembre

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Abaissement de l’aile Elévation de l'aile

Fig. 115. — Courbes des vitesses et des accélérations de l'oiseau, pendant la durée d’un coup d’aile. Les ordonnées sont en grandeur réelle.

thode des problèmes de balistique. De Labouret reprit le problème dès son origine et, d'après mes images photochronographiques, refit les mensurations et les calculs, en y introduisant d'importantes corrections.

Et d’abord, au lieu des approximations grossières dont j'avais dû me contenter, de nouvelles mesures furent prises au micromètre, pour déterminer plus exactement les positions successives de l'œil de l'oiseau. Cela eut pour premier résultat de faire

Fig. 116. — Courbes des variations de la force horizontale FH et de la force verticale FV d'après de Labouret. Des flèches indiquent par leur direction les instants où les ailes s'élèvent et ceux

ou elles s’abaissent.

apparaître des oscillations verticales du centre de gravité. D'autre part, au lieu d'admettre que les déplacements, en avant ou en arrière, du centre de gravité dans le corps soient sensiblement égaux pour chacun des intervalles de 1/50 de seconde,

qui séparent la formation des images, on peut, avec de Labouret, assimiler le mouvement du centre de gravité de l'oiseau à un mouvement vibratoire s’effectuant autour de sa position moyenne, et alors représenter par des fonctions trigonométriques les déplacements, soit horizontaux soit verticaux, du centre de gravité. La vitesse de ce point varie, d'une manière continue, entre les positions extrèmes, où elle devient nulle; elle passe, sans discontinuité, des valeurs positives aux valeurs négatives et réciproquement *.

1. Voir, pour la marche suivie dans ces calculs, le Mémoire publié par de Labouret à la fin de ce volume.

Par suite de ces divers perfectionnements, les valeurs nouvelles obtenues diffèrent sensiblement de celles que j'avais trouvées. La force horizontale qui agit sur l'oiseau oscillerait entre + 3 kil. 500 dans l’abaissement des ailes et — 2 kilogrammes dans leur élévation !. Quant à la force verticale qui agit sur l'oiseau, elle aurait des valeurs à peu près aussi grandes. Les phases de la variation de ces forces pendant la durée d’un coup d’aile sont fort curieuses: elles sont représentées par la figure 116.

S 121. Concordance des variations de la force de l'oiseau, calculée d'après les mouvements du centre de gravité, avec celles qu'avait fournies l'inscription mécanique de la force des muscles et des mouvements du corps. — Les différences numériques entre le résultat de mes expériences et celui du capitaine de Labouret s'expliquent par la précision beaucoup plus grande que ce dernier à introduite dans l'étude des images, en se servant du micromètre. Elles montrent, une fois de plus, qu'il est nécessaire d'accroître cette précision en recourant à des objectifs qui donnent directement de grandes images et réduisent ainsi l'incertitude dans l’estimation des vitesses.

Telles qu’elles sont déjà, ces courbes présentent une frappante analogie avec celles qu'une méthode toute différente m'avait fournies. Si l’on se reporte à la figure 64, p. 122, on y voit deux courbes superposées : La supérieure correspond aux différentes phases de la force du muscle grand pectoral pendant la durée d’un coup d’aile. Cette courbe montre que l'effort du muscle est redoublé : qu'après un effort énergique, ils’en produit un autre plus faible, et que ce dernier coïncide avec le début de la remontée de l'aile. La courbe inférieure est tracée par les accélérations verticales du corps de l'oiseau ; elle est double également, et montre que l'oiseau se soulève une première fois pendant l’abaissement, une seconde fois au début de la remontée de ses ailes.

1. La valeur négative de la force horizontale exprime une cause de ralentissement; dans le cas présent, il s’agit de la résistance de l'air qui agit seule au moment de la remontée des ailes.

Or, ces inflexions sont précisément les mêmes que celles qui ont été obtenues par de Labouret. Cette identité de phases dans les courbes obtenues par des méthodes si différentes doit inspirer confiance dans l'exactitude des résultats des deux sortes d'expériences, au moins en ce qui concerne les valeurs relatives des forces mesurées.

Quant aux valeurs absolues des forces dépensées, elles peuvent sembler exagérées, mais on verra plus loin que l’essor exige tou-

jours une dépense de force beaucoup plus grande que le plein

vol: or. c'est à l’essor qu'ont été faites les expériences dont on vient d'analyser les résultats.

On sait, $ 19, que la plupart des oiseaux, au moment où ils vont s'envoler, cherchent à se donner de la vitesse, soit en courant, soit en sautant ou se laissant tomber d’un lieu élevé; cela tient à ce que cette vitesse préalable diminue singulièrement le travail qu'ils devront faire, en battant l’air de leurs ailes.

L'abaissement de l'aile et sa remontée sont favorisés par la vitesse de translation de l'oiseau, ainsi qu’on le verra dans les chapitres suivants *.

1. Mais, dira-t-on, pourquoi n’avoir pas fait les expériences photochronographiques sur des oiseaux en plein vol? on y eût facilement constaté la diminution de la force horizontale qui propulse l'oiseau.

Pour saisir les mouvements du plein vol, il faut des conditions que je n’ai pas encore pu réaliser. En effet, les oiseaux qui servent à mes expériences ne sont pas apprivoisés, et fuient un peu au hasard, au moment où ils se sentent libres; aussi faut-il ne les lâcher que très près du champ obscur, pour avoir quelque chance d'obtenir des images. Je n'ai donc pu encore étudier que les premiers instants du vol, ceux où l'oiseau gagne de la vitesse à chacun de ses coups d'ailes. À ce moment, la résistance de l'air est encore insuffisante pour limiter l'accélération générale du vol, De la sorte chaque abaissement de l’aile crée une grande accélération de l'oiseau; chaque remontée un ralentissement qui ne détruit pas tout l'effet de l'accélération préalable.

Pour obtenir la photographie du plein vol, je me propose d'obliger par quelque artifice les oiseaux, lâchés de fort loin, à regagner leur nid en passant devant les appareils photo-chronographiques.

Ces premières notions sur les forces qui agissent dans le vol n'en éclairent pas le mécanisme. Pour comprendre les actes du vol ramé, il faut saisir la façon dont la force musculaire imprime à l’air une direction de certain sens, tandis qu’une réaction de sens contraire se produit sur le corps de l'oiseau.

Nous sommes done conduit à rappeler sommairement les lois de la résistance de l'air, pour montrer comment le corps de l'oiseau s'y meut avec une facilité extrème, tandis que les ailes y trouvent un solide point d'appui.