D'Esterno, loc. cif., passim

moins, s'accompagne d’un pivotement des rémiges qui laissent entre leurs surfaces un intervalle appréciable. La figure 140 le fait voir clairement; elle représente quatre images photochronographiques d’un Canard, au moment de l'essor, et à une phase toujours plus avancée de la remontée des ailes. On peut suivre, sur cette série, tous les degrés du pivotement des rémiges.

Fig. 140. — Canard à différents degrés de la remontée de l'aile. A partir de la première figure à droite, les suivantes représentent des phases de plus en plus avancées de la remontée,

Sur d’autres photographies, prises quand l'oiseau était en plein vol, on ne voit pas trace de disjonction des rémiges, pendant la remontée de l’aile. Cette disposition ne se voit pas non plus sur les silhouettes que donne le fusil photographique.

Cest au début du vol que la rotation des rémiges est nécessaire; et tout ce qui l'empêche de se produire empêche aussi l'oiseau de prendre son essor : c’est ainsi, j'imagine, que doit agir la glu dont on se sert pour attraper les oiseaux.

Si, dans les premiers coups d'ailes, les rémiges ne tournaient pas sur leur axe, et si, malgré cela, le musele pectoral moyen avait la force d'accomplir la relevée, la face supérieure de l'aile, imperméable à l'air, frapperait ce fluide de bas en haut. Il en résulterait alors une réaction verticale descendante qui tendrait à précipiter l'oiseau vers le sol, ou tout au moins lui ferait perdre

de sa hauteur. Or l'oiseau ne s’abaisse pas pendant la remontée de l'aile : la méthode graphique ($ 83) et la photochronographie ($ 92), en ont donné la preuve.

Borellus avait déjà compris que l'aile remontante devait échapper à la résistance de l'air; il supposait qu’à ce moment l'aile se présentait à l'air par son bord tranchant?. Or la disposition anatomique de l'articulation de l'épaule ne permet pas à l'aile de diriger son bord antérieur en haut; cette théorie est donc inacceptable.

S 165. Remontée passive de l'aile, quand l'oiseau a de la vitesse. — Dès que l'oiseau a pris de la vitesse, et surtout quand il vole contre le vent, l’aile effectue sa remontée sans efforts. Les plus anciens observateurs et les fauconniers avaient déjà noté des exemples de l’action soulevante que produit l’air quand il agit sous la surface oblique des aiïles d’un oiseau animé de vitesse. Le phénomène de la ressource et celui de la:pointe (S 4), par lesquels un oiseau transforme brusquement sa vitesse en ascension, montrent que, sous un certain angle, l'aile trouve, dans la pression de l'air, une composante verticale ($ 5) qui peut élever le corps de l'oiseau à des hauteurs parfois très grandes.

Cette élévation du corps implique une certaine tension des muscles pectoraux, pour tenir les ailes rigidement étendues. Un relâchement complet de ces muscles entraînerait au contraire cette conséquence, que les ailes seraient librement soulevées par le vent et que le corps, non soutenu, tomberait par l’action de la pesanteur.

On peut évaluer l'effort résistant du muscle d’après l'égalité de son moment d'action avec celui de la pression de l’air, sous l'aile remontante. Mais, en faisant cette évaluation, il faut considérer

1. Quelques oiseaux même, comme le Canard en plein vol, éprouvent une ascension très prononcée quand l'aile remonte, mais alors cette remontée se fait sans l'intervention musculaire.

2. « Sic enim, absque aeris impedimento, veluti a gladio, motus sursum alæ plane fieri possit. »

que la résultante des pressions de l'air sous l’aile n’a pas le même point d'application dans la remontée que dans la descente.

Pendant sa descente, l'aile est animée d’un mouvement angulaire par suite duquel ses différents points ont des vitesses inégales, de telle sorte que le rnaximum de pression correspond à la ponte de l’aile. Pendant la remontée, au contraire, c’est la partie interne de l'aile qui reçoit le maximum de pression. En effet, l’air presse la face inférieure de l’aile en raison de sa vitesse relative. Cette vitesse serait la même pour tous les points d’une aile immobile; mais, dans la remontée, les parties voisines de la pointe de l'aile, ayant plus de vitesse ascendante, se dérobent, jusqu'à un certain point, à la pression de l'air au-dessous d’elles.

C'est cette différence d'action des diverses parties de la surface de l'aile qui m'avait conduit à appeler aile active la région formée par les rémiges primaires et qui, animée d’une grande vitesse, trouve son appui sur l'air, dans le coup d’abaissement. J'appelais au contraire aile passive, la partie interne de l’aile qui, agissant plutôt à la façon d’un cerf-volant, se laisse soulever par l’air'. Liais?, d'Esterno*, Wenham‘ avaient déjà donné la même théorie du soulèvement de l’aile, par l’action du vent sous sa surface obliquement inclinée.

4. Marey, La machine animale, p. 287. J'ai retrouvé, dans Cayley, cette même distinction de l'aile active et de l'aile passive, mais prise dans un autre sens : l'aile passive, pour lui, est synonyme d’aile voilière. Du reste, Cayley ne croyait pas que, dans le vol ramé, l'air exerçât sous l'aile une action soulevante.

2. Liais, Sur le vol des oiseaux (GC. R. de l'Académie des sciences, avril 1861).

3. D’Esterno, Du vol des oiseaux (à la Librairie nouvelle, Paris, 1861).

4. Wenham, Rapport annuel de la Soc. aéronautique de la Grande-Bretagne, 1866 (trad. de l'Aéronaute, 1876). Voici en quels termes Wenham définit l’action de l’air dans la remontée de l'aile :

« Pendant l’abaissement de l'aile, on comprend aisément comment l'oiseau est soutenu, mais dans le relèvement, le poids est également supporté, car, pendant qu’elle se relève, l’aile s'incline légèrement en haut contre le courant d’air, et comme l'angle ainsi formé est légèrement en excès sur celui du sillage de relèvement, l'oiseau se trouve autant soutenu dans le relèvement que dans l’abaissement. »

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S 166. Composante horizontale de l’action de l'air sur l'aile remontante. — En même temps que la composante verticale qui soutient l'oiseau, le vent ; produit une composante horizontale qui entraîne l’aile en arrière. Les effets de cette force sont très sensibles sur la trajectoire de l’ailede la Buse (fig. 141). Dès la fin de son abaissement, l'aile commence à subir un suiainement en aprière qui, Fig. 144. — Trajectoire de l'aile de la Buse. On voit

combiné avec la remontée, que l'aile, pendant sa remontée, est entraînée en arrière par l’action de l'air.

lui fera parcourir une courbe à concavité antérieure. Ainsi se complète l’ellipse commencée dans la phase d’abaissement.

Dans cette trajectoire elliptique, les forces extérieures interviennent au moins autant que l’action musculaire. C’est, en effet, la résistance de l’air qui porte énergiquement en avant l'aile qui s’abaisse ($ 160); c’est encore la résistance de l'air qui porte en arrière l'aile remontante. Enfin, vers le haut de sa course, l’aile, en se déployant, porte sa pointe en avant, d’une manière très brusque, et achève de former l’ellipse par courue. Cela se voit fort bien dans le vol du Pigeon (fig. 94, 95,96).

La composante horizontale du vent absolu ou relatif n'agit pas seulement pour porter l'aile en arrière, elle ralentit aussi la vitesse de l'oiseau. Ce ralentissement, qu'ont démontré la méthode graphique ($ 85) et la photochronographie (S 117), est d’une grande importance; il prouve, à lui seul, que /a remontée de l'aile n'est jamais propulsive comme le supposaient Cayley, Wenham et Pénaud.

S 167. Rapport de la poussée verticale à la poussée horizontale sur l'aile remontante. — Dans la décomposition de la résistance de l’air contre la surface oblique de l'aile, la poussée

verticale, qui soutient l'oiseau et remonte son aile, est l'élément utile; landis que la poussée horizontale, qui ralentit la vitesse du vol, peut être considérée comme l'élément nuisible. Or, on a vu $ 139 que, pour les petits angles, ces deux forces varient en sens inverse l’une de l’autre quand on fait changer l’inclinaison de l’aile sur la direction du vent. Plus l'angle est aigu, plus la composante verticale ® l'emporte sur la composante horizontale. L'oiseau aurait donc toujours intérêt à présenter au vent son aile remontante, sous un angle très aigu, s'il trouvait, malgré cela, une composante verticale suffisante pour le soutenir, Mais il n’en est point ainsi, car à mesure que l'angle d’inclinaison de l'aile diminue, les deux composantes de l’action de l'air diminuent aussi, quoique dans un rapport inégal. Sous un angle trop aigu, l'aile de l’oiseau ne trouvera, il est vrai, presque pas de résistance horizontale retardatrice dans l’air, mais elle ne trouvera pas non plus assez de force soutenante et l'oiseau perdra de la hauteur.

Quelques exemples numériques feront mieux comprendre les conditions du problème. Avec une vitesse de 10 mètres, un plan d'une certaine surface, incliné sous un angle de 10°, éprouve une poussée verticale de 132 grammes et une poussée horizontale de 15 grammes. Si le poids à soutenir n’est que de 132 grammes, l'angle de 10° sera convenable; mais si le poids est plus lourd, 210 grammes par exemple, il faudra que la poussée verticale atteigne cette même valeur. Or, s’il était facultatif d’imprimer au plan une vitesse plus grande, on accroîtrait, suivant le besoin, la poussée verticale, en augmentant convenablement la vitesse, sans changer l’angle du plan. Mais si, forcé de conserver la même vitesse, on veut accroître la valeur absolue de la poussée verticale, 11 faudra ouvrir l’angle et le porter à 25°; la valeur des deux poussées s’élèvera alors, et le poids de 210 grammes sera soutenu. Mais, alors aussi, la poussée horizontale aura augmenté dans un’ rapport plus grand que l’autre : elle atteindra 95 grammes.

L’angle de 25° sera donc moins favorable que celui de 10°, en

ce qu'il fera perdre à l'oiseau plus de vitesse de translation. Mais cet angle sera #mposé à l'oiseau par la nécessité de se soutenir contre la pesanteur.

Ainsi, quand il possède une grande vitesse, l'oiseau se soutient en trouvant peu de résistance à sa translation, car il peut attaquer l'air sous un angle très aigu. Il perdra moins de sa force vive, c'est-à-dire du éravail emmagasiné dans sa masse par l'accélération que les coups d’ailes antérieurs lui ont imprimée. Il suit de làque, dans le plein vol, l'entretien d’une grande vitesse coûte moins de travail que n’en a coûté, à l'essor, l'acquisition d’une faible vitesse.

$ 168. En plein vol, l’aile remontante ne presse pas l'air par sa face supérieure. — Si la face supérieure de l'aile frappait l'air de bas en haut, comme le croyaient certains auteurs, il en résulterait bien une force prepulsive, mais il se produirait en même temps une perte de hauteur.

On a vu, ci-dessus, qu’à l'essor, cette perte de hauteur n'existe pas’, et l’on sait par quel curieux artifice, chez les oiseaux à essor rapide, chacune des rémiges, pivotant sur son axe, fend l'air au lieu de le frapper. Mais, en plein vol, le pivotement des rémiges n’a plus de raison d’être et cesse de se produire, aussi bien que le reploiement de l'aile auquel il est automatiquement associé. Cherchons comment il se fait que la face supérieure de l’aile ne frappe pas l'air.

La figure 142 aidera à faire comprendre ce qui se passe. Soit tt, une planche horizontale dont on ne voit que la tranche; au milieu de cette planche est une fente verticale dans le plan de

1. Cependant, de Labouret analysant les figures photochronographiques du vol du Goéland a trouvé que, dans les premiers coups d’ailes, il se produit une réaction qui abaisse le corps, comme si la face dorsale de l'aile agissait sur l’air. Mais, outre que ces réactions ne se produisaient pas dans le vol d'autres oiseaux, il faut observer que l'essor de notre Goéland se faisait dans des conditions pour ainsi dire artificielles. L'oiseau étant soudainement lâché à une certaine hauteur au-dessus du sol, et sans vitesse préalable, se trouvait dans des conditions tout à fait inusitées pour lui; le caractère des battements de ses ailes pouvait s’en ressentir.

Marey. — Vol des oiseaux. 18

laquelle passe la tige 1, inclinée d’un certain angle sur l'horizon. Dans la rainure est une bille D’, en contact avec la tige inclinée. Imaginons que cette tige s'élève verticalement, sans changer d’inclinaison, et passe dans la position 2, la bille sera repoussée par la tige inclinée et prendra la position 4”; une nouvelle ascension de la tige en 3 conduira la Fig. 142. — Figure théorique montrant la relation de la vitesse bille en Di etc. de l’airet de la vitesse de l'aile remontante, quand l'oiseau i est animé de translation. La bille poussée graduellement par le mou-

vement ascensionnel de la tige inclinée a toujours gardé le contact avec cette tige dont elle a reçu une certaine vitesse. Or, si la bille avait été animée d’une vitesse un peu plus grande que celle que peut lui communiquer la tige, celle-ci ne l’eût jamais

rencontrée.

Au lieu de la bille b, considérons le cas d’une molécule d'air entraînée par un vent absolu ou relatif. Si cette molécule .

Fig. 143. — Influence de l'angle que forme l'aile avec la direction du mouvement, sur la pression de l’air au-dessous d'elle.

a plus de vitesse qu’elle n’en pourrait recevoir du mouvement oblique de l'aile ascendante, elle ne sera pas atteinte par celle-ci; en d’autres termes, l'aile n’exercera aucune pression contre cet air, qui se dérobera à son contact.

La pression ou la non pression de l'air contre la face supérieure de l’aile dépend de plusieurs conditions :

er

1° De la vitesse du vent relatif, ainsi qu’on vient de le voir;

2° De la vitesse de l'élévation de l'aile, ce qui se comprend aussi bien;

3° Enfin, de l’inclinaison de la surface alaire.

La figure 143 montre que, plus le plan de l'aile est incliné, plus, à égale vitesse d’ascension, ce plan imprimera de vitesse horizontale à la molécule d'air qu'il touche; plus, par conséquent, cette molécule devra avoir de vitesse horizontale, pour échapper au contact de l’aile montante. Ce n’est donc que par un grand vent, ou dans un vol très rapide, que l’oiseau pourra orienter son aile sous un angle très petit avec la direction du vent. À l'essor, au contraire, et dans un air calme, les rémiges fendront l'air individuellement, suivant une direction presque verticale.

La poussée verticale que l'air exerce sous l'aile de l'oiseau semble régler la fréquence des coups d'ailes. L'observation montre, en effet, que l’oiseau qui a atteint un certain degré de vitesse ralentit la fréquence de ses coups d’ailes. Un sens musculaire délicat semble avertir l'animal du degré de sustention que lui fournit la résistance de l’air. Peut-être celle-ci, quand elle est excessive, fait-elle obstacle à l'effort musculaire qui produit le coup d’abaissement. L'oiseau retarde alors son coup d’aile, jusqu'à ce que sa vitesse diminuée réduise assez la force de sustention pour rendre nécessaire un nouveau battement.

L'expérience déjà relatée $ 61 m'a confirmé dans cette manière d'interpréter les variations de la fréquence des coups d'ailes sous l'influence de la vitesse de l’oiseau.