D'Ësterno, loc. cit., passim

268 LE ÏÛL DKS OISEAUX-

moins, s'accompagne d'un pivotement des rémiges qui laissent entre leurs surfaces un intervalle appréciable. La figure iiO le fait voir clairement; elle représente quatre images photochroiiographiques d'un Canard, ou momnil de f essor, et à une phase toujours plus avancée de la remontée des ades. On peut suiVTe, sur cette série, tous les degrés du pivotement des rémiges.

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p«.oi6re ligar^ -

Sur d'autres photographies, prises quand l'oiseau était en plein vol, on no voit pas trace de disjonction des rémiges, pendant la remontée de l'aile- Celte disposition ne se voit pas non plus sur tes silhouettes que donne le fusil photographique.

C'est au début du vol que la rotation des rémiges est nécessaire; et tout ce qui l'empèclie 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 muscle pectoral moyen avait la force d'accomplir la relevée, la face supérieure de l'aile, imperméable ft l'air, frapperait ce fluide de bas en haut. 11 en résulterait alors une réaction verticale descendante qui tendrait h. précipiter l'oiseau vers le sol, ou tout au moins luî ferait perdre

de sa hauteur. Or Foiseau ne s'abaisse pas pendant la remontée de Faile : 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 Tair ; 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.

§ 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 ailes d'un oiseau animé de vitesse. Le phénomène de la ressource et celui de la pointe (§ 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 Taîr, sous l'aile remontante. Mais, en faisant cette évaluation, il faut considérer

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

2. « Sic enim, absque aeris impedimento, veluti a gladio, motos sunom alœ plane ûeri possit. »

que la résultante des pressions de Tair sous Taile n'a pas le même point d'application dans la remontée que dans la descente.

Pendant sa descente, Taile est animée d'un mouvement anguiaite par suite duquel ses différents points ont des vitesses inégales, de telle sorte que le maximum de pression correspond à la pointe de l'mle. Pendant la remontée, an contraire, c'est la. partie interne de l'aile qui reçoit le maximum de preàsion. 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.

1. Marey, La machine animale, p. 287. J'ai retrouvé, dans Cayley, cette même distinction de Vaile active et de Y aile passive, mais prise dans un autre sens : Taile 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 (G. 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 VAéronaute, 1876). Voici en quels termes Wenham définit l'action de l'air dans la remontée de l'aile :

t( 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. »

ta'

DE LA REMONTÉE DE L'aILE. 271

!^ 166- Composante horizontale de l'action de l'air sur l'aile remontante. — En m^me temps que la composante verticale qui soutient l'oiseau, lèvent produit une composante horizontale qui entraîne l'aile en arrière. Les effets du cette force sont très sensibles sur la trajectoire de railedelaBuse[fig.l41).Dès la fîn de son abaissement, l'aile commence à subir un entraînement en arrière qui,

■ tig. m. — Trijrfcloiru de l'aile de U Buiu. Un tnll

combiné avec la remOnlée, que riil?, p™d.nt » remonléo, «l entnlaée ea

lui fera parcourir une courbe

à concavité antérieure. Ainsi se complète l'ellipse commencée

dans la phase d'abaissement.

Dans celte trajectoire elliptique, les forces extérieures interviennent au moins autant que l'action musculaire. C'est, en effet, la résistance de l'air qui porte énerglquemeut en avant l'aile qui s'abaisse (Si 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 (flg. 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 (§ 8S) et la photochronograplûe (g 117), est d'une grande importance; il prouve, à lui seul, que /a remontre de l'ailr n'rst Jamais p?-opulsire comme le supposaient Cayley, Wenliam et Penaud.

!:; 161. Rapport de la poussée verticale à la poussée horizontale sur l'aile remontante. — Dans la décomposilion de la ré- Aistance de l'air contre la surface oblique de l'aile, la poussée

verticale, qui soutient Foiseau et remonte son aile, est Télément utile ; tandis 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 Tune de Tautre quand on fait changer Tinclinaison 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 remonrtante, 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 Toiseau 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 môme 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 môme vitesse, on veut accroître la valeur absolue de la poussée verticale, il faudra ouvrir l'angle et le porter à 25° ; la valeur des i i ^ 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

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DE LA REMONTÉE DE L'aILE. 273

ce qu'il fera perdre à Toiseau plus de vitesse de translation. Mais cet angle sera imposé à Toiseau par la nécessité de se soutenir contre la pesanteur.

Ainsi, quand il possède une grande vitesse, Toiseau 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 vivCj c'est-à-dire du travail emmagasiné dans sa masse par l'accélération que les coups d'ailes antérieurs lui ont imprimée. Il suit de laque, 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 propulsive, 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 ttj 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 Taile agissait sur Pair. Mais, outre que ces réactions ne se produisaient pas dans le vol d'autres oiseaux, il faut observer que Yessor 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. Marby. — Vol des oiseaux. 18

laquelle passe la tige 1, inclinée d'un certain angle sur l'horizon.

Dans la rainure est une bille h\ en contact avec la tige inclinée.

Imaginons que cette tige s'élève verticalement, sans changei

d'inclinaison, et passe dans la position 2, la bille sera repoussée par la tige inclinée et prendra la position b" ; une nouvelle ascension de la tige en 3 conduira la

Fig. 142. — Figure théorique moatrant la relation de la vitesse biUc CU b*" ^ etC. de l'air et de la vitesse de Taile remontante, quand l'oiseau -■ mi

est animé de translation. La bille poussée gra-

duellement par le mouvement 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 6, considérons le cas d'une molécule d'air entraînée par un vent absolu ou relatif. Si cette molécule

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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 :

DE LA REMONTÉE DE L*AILE. 27o

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

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

3° Enfin, de Tinclinaison de la surface alaire.

La figure 143 montre que, plus le plan de Faile 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. A 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 F aile de t oiseau semble régler la fréquence des coups d ailes. L'observation montre, en efl*et, 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 refl*ort musculaire qui produit le coup d'abais- . sèment. 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.