CHAPITRE XX DU VOL A VOILE

Défînition du vol à voile; conditions nécessaires pour qu^il se produise. — Objections de certains mécaniciens à la possibilité du vol à voile. — Premiers essais d'une théorie du vol à voile. — Rôle de Finertie de Toiseau. — Influence des intermittences du vent. — Artifices de Toiseau pour créer des intermittences du vent. — Mécanisme du vol par orbes. — Observations et calculs de Basté sur le vol à voile. — Plan d'expériences à faire, pour éclairer Je mécanisme du vol à voile.

§ 188. Définition du vol à voile; conditions nécessaires pour qu'il se produise. — Le vol à voile a pour condition indispensable raclion du vent sous les ailes, de sorte que, par un calme absolu, les oiseaux voiliers eux-mêmes volent à rames ou ne volent pas.

Le vol à voile n'est possible qu'à certaines espèces qui présentent une conformation particulière ; les mieux douées ont les ailes longues, plates et étroites. Les oiseaux qui présentent ce type n'ont pas besoin d un grand vent pour voler à voile : ainsi, la Frégate et le Naucler, d'après Basté, volent à voile dans des pays où l'air est relativement calme. Dans les contrées où le vent est plus vif, on voit voler à voile des oiseaux moins bien pourvus de surfaces d'ailes : Mouettes, Goélands, Pétrels ^

Mais la nécessité du vent s'impose absolument, et si parfois on

i . Basté, Mémoire relatif au problème de la locomotion dans Vair (VAéronaute, octobre 1872, p. 191), a cherché à déterminer la vitesse du vent nécessaire pour que le vol à voile soit possible aux diverses espèces. D'après cet auteur, par un vent de 2 à 5 mètres, on ne voit voler que les oiseaux ayant de 55 à 60 décimètres carrés de surface d'ailes par kilogramme de poids; par un vent de à 12 mètres, des oiseaux de 30 à 35 décimètres carrés pratiquent aussi le vol à voile ; par des tempêtes violentes, avec un vent de 20 à 25 mètres, le vol à voile est possible, même à des oiseaux de 28 à 30 décimètres carrés.

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a cru voir des oiseaux voler à voile, par un calme plat, c'est qu ce calme n'existait qu'au niveau du sol, tandis que le vent seul filait dans les régions élevées où se tenaient les oiseaux voiliers § 189. Objections de certains mécaniciens à la possibilit du vol à voile. — Beaucoup de mécaniciens, n'ayant jamais ei l'occasion de voir un oiseau pratiquer le vol à voile, ont nié 1; possibilité de ce genre de vol qui leur semblait aussi absurdi que le mouvement perpétuel. Le nom même de vol à voile ; été considéré comme impliquant une assimilation erronée ; ui oiseau ne semblant pas réaliser les mêmes conditions mécani ques qu'un bateau à voile.

Ces objections semblent de peu de valeur et l'on peut, ai contraire, trouver de grandes analogies entre une barque i voiles et un oiseau voilier. Mais il est nécessaire, dans cetfe comparaison, de considérer que la surface frappée par le ven est différemment orientée : la voile le recevant de côté, tandi: que l'aile le reçoit par dessous.

Que le vent frappe la voile d'une barque ou l'aile d'un oiseai sous une incidence très oblique, il se réfléchit sur cette surfac et s'échappe en produisant une réaction qui pousse la barqui ou l'oiseau dans une direction plus ou moins opposée à 1; sienne.

La barque à voile, objectera-t-on, ne navigue au plus prè du vent, que parce qu'elle a une quille pour l'empêcher de dé 'II' I river, c'est-à-dire de céder latéralement à la pression de l'ai]

" ai sur la voile. Or, en raison de l'orientation de l'aile de l'oiseau

l'action de l'air, qui tend à le faire dériver, s'exerce de bas er

haut; cette force, que nous avons appelée poussée ascendante

trouve dans la pesanteur une autre force qui la contrebalance

plus ou moins, suivant que l'oiseau veut garder sa hauteur, s'éle

ver ou s'abaisser.

'l Reste à trouver l'équivalent de l'action du gouvernail qui em

j pêche le bateau de dériver de sa ligne de marche. On accordera

\ facilement que l'oiseau, pour maintenir la direction de son vol.

' peut se servir de sa queue comme d'un gouvernail et obtenii

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encore le même effet, en déplaçant son centre de gravité. Car, en supposant que Faction du vent sous les ailes tende à faire tourner l'oiseau et à le culbuter en avant, un simple déplacement du centre de gravité en arrière empêchera cet effet de se produire.

Il semble donc que le bateau à voile et Foiseau voilier soient dans des conditions tout à fait comparables ; alors l'expression de vol à voile, bien loin de consacrer une erreur, rend fort bien compte du mécanisme de ce genre de vol. Du reste, des officiers de marine, qui ont étudié le, vol à voile, ont assuré qu'on trouverait, dans les manœuvres de la navigation voilière, d'utiles éléments pour éclairer le mécanisme du vol.

Goupil cite des faits intéressants qui montrent que, suivant sa courbure ou son degré de tension, la voile d'une barque éprouve, de la part du vent, des impulsions différemment dirigées*. L'aile de l'oiseau doit éprouver des effets semblables suivant sa courbure et sa tension.

1. Goupil (Ion, cit., p. 27). Soient en projection horizontale (ftg. 160, n°» 1 et 2) des voiles triangulaires, dont la pointe est tournée vers le bas de la figure. Deux llèches semblablement orientées expriment la direction du vent.

Pig. 160. — Influence de la courbure des Toilcs sur la direction de la résultante R de l'actioii du

Tcnt (d'après Goupil).

Si la voile est peu tendue, comme au n<» 1, Faction du vent aura pour résultante une poussée suivant R; si la même voile est plus tendue, comme en 2, la résultante R sera autrement dirigée.

Le même auteur rapporte des expériences dans lesquelles, en faisant agir un courant d'air sous une surface en forme de calotte, il aurait obtenu, sur cette surface, une poussée directement orientée contre le vent {loc, cit., p. 29).

§ 190. Premiers essais d'une théorie du vo> à voile. — Si 1 on admet, avec la plupart des auteurs, la réversibilité des actions de Taile contre Tair et de Tair contre l'aile, c'est-à-dire si 1 on suppose que les choses se passent de la même façon, quand un oiseau se meut dans un air calme avec une certaine vitesse, ou quand, immobile, il est frappé par un vent de même vitesse, on est en droit de comparer les manœuvres du vol à voile à celles du vol plané.

Or, du moment où il est prouvé que, suivant l'angle de ses ailes avec la direction de son vol, l'oiseau peut faire prédominer l'une ou l'autre des deux composantes de la résistance de l'air (§ 139), on peut supposer que, si la force du vent est suffisante, l'oiseau pourra voler par la seule action de ce vent. En effet, en inclinant convenablement ses ailes, il pourra, d'une part, gagner beaucoup de hauteur en subissant peu d'entraînement, puis ayant acquis cette hauteur, la dépenser, avec une nouvelle orientation de ses ailes, en regagnant contre le vent plus de chemin que ne lui en aura fait perdre l'entraînement subi.

C'est avec un raisonnement de ce genre, que d'Esterno, en 1864, essayait déjà d'établir la théorie du vol à voile *.

D'Esterno ne pense pas que l'oiseau puisse faire du vol à

1. D'Esterno, Du vol des oiseaux, 1864, p. 40, conçoit ainsi la transformation de hauteur en vitesse.

« Supposons, dit-il, que Toiseau se laisse glisser sans battements sur l'air calme, en transformant 1 mètre de hauteur en 8 mètres de translation. Prenons un oiseau qui parcoure 1 kilomètre à la minute, soit à peu près 8 mètres en une demi-seconde; lançons cet oiseau dans un vent de 8 mètres en une demi-seconde et coupant à angle droit la marche de l'oiseau. Supposons que ce vent soulève l'oiseau de 2 mètres pendant qu'il l'entraîne de 8 mètres. L'oiseau n'éprouve pas le besoin de s'élever, il faut donc qu'il dépense, pour chaque demi-seconde, les 2 mètres de hauteur qu'il acquiert. Qu'en fera-t-il? Il transformera 1 mèlre de hauteur en 8 mètres de marche contre le vent, pour contrebalancer l'effet égal d'entraînement que le vent lait contre lui : il lui restera à dépenser 1 mètre de hauteur qu'il transformera également en 8 mètres de translation et avec lequel il produira 8 mètres de progression utile dans le sens où il veut aller. Ainsi, comme résultat définitif, le vol à voile lui donnera, toutes pertes déduites, une marche de 1 kilomètre à la minute. »

voile contre le vent, autrement qu'en dépensant sa vitesse acquise. D'autres auteurs sont plus hardis. Mouillard (§ 10) a vu certains oiseaux, partant de Timmobilité, s'élever, sans un coup d'ailes, en gagnant sur le vent contre lequel ils progressaient. Pour Audubon^ la Frégate tient tête à la tempête et se balance sans reculer. D'après le même auteur, le Pétrel fulmar monte contre le vent, en affrontant la violence de l'ouragan*. J'ai vu moi-môme des Goélands voler à voile contre un vent très violent; ils progressaient alors avec une grande lenteur, moins de deux mètres par seconde. De l'aveu de tous les auteurs qui ont observé l'ascension directe de l'oiseau contre le vent, ce phénomène exige une forte brise pour se produire. Quand le vent est faible, l'oiseau, suivant Mouillard, s'élève en décrivant des orbes.

Une trajectoire circulaire permettrait donc d'utiliser, pour le vol à voile, un vent trop faible pour permettre les trajectoires rectilignes. C'est en décrivant ses orbes que l'Aigle se soutient dans l'air raréfié des grandes hauteurs : Humboldt l'a vu voler ainsi à une altitude de 7 300 mètres.

Davidson, en 1874, essayait d'expliquer le vol en orbes, en supposant que l'oiseau gagne de la hauteur dans la partie des cercles qu'il parcourt contre le vent, et qu'il n'en perd pas dans le parcours exécuté sous le vent^