CHAPITRE VIII

DU COUP D'AILE

Torsion de Taile sous Tinfluence de la résistance de Tair. — Inscription de cette torsion dans ses rapports avec les différentes phases d'un battement d'aile. — Figure représentant l'inclinaison de Taile aux divers points de sa trajectoire. — Des réactions verticales que le coup d'aile imprime au corps de l'oiseau ; caractères de ces réactions dans les différentes espèces. — Rapport des oscillations verticales avec les phases du battement de l'aile. — Variations de la vitesse de l'oiseau aux différentes phases du battement des ailes. — Résumé des applications de la méthode graphique à l'analyse des phénomènes du vol.

§ 78. Torsion de Taile sous Finfluence de la résistance de Fair. — Quand Taiie qui descend rencontre la résistance de Tair, cette résistance a pour effet de changer la courbure des rémiges et de tordre la surface de Taile. Prechtl a montré Tutilité de cette élasticité des rémiges qui emmagasinent, à la façon d'un ressort, une partie du travail moteur dépensé dans le coup d'aile, et restituent ensuite ce travail en reprenant leur forme première *.

Si les mouvements que Taile décrit dans Tair, à chacun de ses battements, étaient parfaitement connus, il serait peut-être possible de prévoir à quel moment se produisent les changements de courbure des rémiges, les torsions et les détorsions de Taile, mais, dans l'état encore imparfait de nos connaissances, il vaut mieux déterminer expérimentalement les différentes flexions de l'aile par l'effet de la résistance de l'air.

i. C'est toujours par l'action de tissus élastiques que l'organisme utilise les forces motrices, essentiellement intermittentes, qui sont engendrées dans le tissu musculaire. On trouve dans la circulation du sang d'intéressantes applications de ce principe.

Pour expliquer ces deux sortes d'innexion de la courbe qui prouvent que l'oiseau s'élève quand il frappe l'air et qu'il s'élôve également quand son iiile remonte, j'ai propost' la thtiorie suivante :

L'ascension de l'oiseau qui abaisse son aile et prend ini point d'appui surfaîr s'explique d'elle-même : elle ressemble de tous points à celle qui se produit chez les animaux terrestres, chaque fois qu'un de leurs membres prend son appui sur le sol ; mais l'ascensioD de remontée m'a paru devoir s'expliquer tout autrement. L'oiseau qui a fini d'abaisser ses ailes présente obliquement le plan de ses rémiges contre le v^nt de sa vilesse, § 19. S'il est animé d'une translation rapide, il se comportera, pendant cette phase du battement de sou aile, comme un cerf-volant, et montera sur l'air par un mécanisme analogue à celui qui a été décrit § 4 à propos de la ressoiirce.

Si cette théorie est vraie, il s'ensuit nécessairement que les oscillations ascendantes ne doivent se produire que si l'oiseau est déjà animé d'une certaine vitesse de translation ; elles manqueront au contraire pendant les premiers instants du vol. Cette prévision est entièrement vérifiée par l'expérience.

oscillation verticale accompagne la remontée de Tuile et qu'une autre oscillation lie m^nie sens correspond Ji l'abaissement. Pour la Buse, deux oscillations s'observent aussi à chaque battement de l'aile: mais celle qui correspond â l'élévation a est beaucoup phis faibip i|ue iwHe qui se produit pendant l'abaissement b.

Une autre conséquence de la théorie que je propose, c'est que le soulèvement de Toiseau qui coïncide avec la remontée de l'aile, s'effectuant aux dépens de la force vive dont il est animé, devra s'accompagner d'une diminution de la vitesse du vol. Ce fait est confirmé par les expériences qui vont être décrites.

§ 84. Variations de la vitesse de l'oiseau aux différentes phases du battement de ses ailes. — Au lieu de placer la capsule horizontalement sur le dos de l'oiseau, avec la masse tournée vers le haut, si nous orientons la membrane dans le plan vertical, avec la masse tournée en avant, l'appareil, au lieu d'obéir aux oscillations verticales de l'oiseau, traduira ses variations de vitesse horizontale. Avec la disposition qui vient d'être décrite, les accélérations positives se traduiront par une élévation, les ralentissements par une descente de la courbe.

L'expérience a montré que le vol des oiseaux n'est point uniforme ; il est au contraire saccadé, avec des accroissements de vitesse à chaque abaissement des ailes et des ralentissements à chaque remontée*.

§ 85. Résumé des applications de la méthode graphique à

1. J'ai réussi à inscrire dans une même courbe les deux ordres d'oscillations que le corps de l'oiseau exécute à chaque coup d'aile : c'est-à-dire, d'une part les oscillations verticales dont on vient de voir les tracés, et d'autre part des oscillations horizontales, c'est-à-dire des accélérations et des ralentissements de la vitesse du vol. La méthode employée est la suivante :

Qu'on se reporte à la figure 40 et qu'on imagine une petite balle de plomb adaptée sur le levier explorateur très raccourci. L'inertie de cette masse fait que si l'on agite l'appareil tout entier dans un plan perpendiculaire à celui des deux tambours, le levier alourdi n'obéira pas librement à ce mouvement et, suivant les accélérations qui lui seront communiquées dans les deux sens, comprimera tour à tour les deux membranes auxquelles il est relié, de sorte (juc le levier terminal inscripteur répétera les variations de la vitesse imprimée aux tambours.

Après avoir constaté, par une expérience d'essai, que la transmission se fait d'une manière exacte, on applique sur le dos d'une forte Buse le pantographe à transmission muni d'une balle de plomb ; le tracé recueilli pendant le vol est représenté iig. 06. On y voit que l'oiseau oscille deux fois dans le sons vertical pendant un battement des ailes, ce que nous savions déjà. Mais on voit aussi que, pendant ce coup d'aile, il accélère sa transla-

l'analyse des phénomènes du vol. — Ces exp^piences, dont je n'ai doniiii Ici qii une idi-e tr<>s sommaire, ont été extrêmement luboricuses, mais les résultats qu'elles ont donnés sont importants; ils ont été plus turd entit'rement confirmés par des méthodes différentes.

De ces applications de la méthode graphique à l'étude du vol on peut tirer comme conclusions les propositions suivantes :

\' Les oscillations verticales de l'aile varient dans choque espèce d'oiseau ; l'ahaissement dure plus longtemps que la descente, surtout chez les grandes espèces.

2° Les mouvements de l'aile d'avant en arrière sont en général plus étendus que les mouvements verticaux, principalement à la région du coude.

3' La trajectoire qui résulte de ht composition des deux mouvements précités varie aux différents points de l'aile, à cause des flexions et extensions du coude et du carpe. Celte trajectoire est, pour l'humérus, voisine d'une ellipse dont le grand axe,

lion au momt^nt où les ailes s'abaissent, qd'il la ralenliL au coiitrairo pendant que les ailes reiaontent.

On voit iiussi que le ralentissement qui accompagne la relevée de l'aile ne prend d'importance qu'au moment oii l'oiseau a acquis unu certaine vitesse

etqu'àce moment aussi, l'oscillation veiticale qui accompagne la remontée des ailes devient plus forte. Ces faits, ^ui ont été analjsés ailleurs {La machine rthimale, p. 280) avec plus de détails, montrent hieo que h souléwment du corps iiii acrompaijne la rtmonlili! de l'aile se fuit aux dépens de In vileiÈe de l'oiseau.

légèrement incliné en bas et en avant, s'approche de Thorizontalité. Pour la région du carpe, cette courbe est presque circulaire dans le plein vol. Elle est d'une forme très compliquée à l'extrémité de l'aile, surtout au moment de l'essor.

4° La surface des rémiges s'incline sur la résistance de l'air pendant l'abaissement de l'aile. Cette inclinaison s'accompagne de la déformation des rémiges, dont la tige se redresse plus ou moins. A la fin de l'abaissement, les rémiges reprennent soudainement leur courbure à la façon d'un ressort qui reviendrait à sa forme. Celte action, qui rend à l'aile sa courbure normale, prolonge l'abaissement du bord postérieur de l'aile après que les muscles abaisseurs ont terminé leur action.

5° Les mouvements de l'aile s'accompagnent de réactions sur le corps de l'oiseau. Des réactions verticales de très faible amplitude s'observent dans certaines espèces (Canard) au moment de l'abaissement de l'aile et au moment de sa remontée. Chez les oiseaux à grandes ailes et à battements lents, les réactions sont forles pendant l'abaissement des ailes, presque nulles pendant leur remontée.

6° Des réactions analogues s'observent dans le sens horizontal : elles consistent en accélérations et ralentissements de la progression de l'oiseau. Ces réactions se combinent entre elles de la manière suivante :

L'abaissement de Taile soulève et en même temps propulse le corps de Toiseau.

L'élévation de l'aile, lorsqu'elle produit le soulèvement ou seulement la suspension de l'oiseau, s'accompagne d'une perte correspondante de vitesse. Dès lors, on est en droit d'admettre que cette élévation se fait aux dépens de la vitesse de l'oiseau, qui se soutient en présentant ses ailes contre l'air, à la manière d'un cerf-volant, et par un mécanisme analogue à celui qui produit la ressource des oiseaux de proie.