CHAPITRE XXI

Définition du travail mécanique. — Estimation du travail dépensé dans le vol ramé ; insuffisance des données expérimentales sur les mouvements de Toiseau. — Travail moteur mesuré d'après les données cinématiques de la photochronographie. — Le travail, à Tessor, est plus grand qu'en plein vol. — Travail dans le vol ascendant et dans le vol descendant. — Travail relatif des grands et des petits oiseaux. — Pendant la remontée de l'aile, les muscles pectoraux font du travail négatif. — Tout le travail dépensé dans le vol ramé se produit dans le coup d'abaissement de l'aile. — L'oiseau dépense-t-il du travail dans le vol plané et dans le vol à voile?

§ 197. Beaucoup de problèmes de mécanique animale pourront être résolus par les méthodes exposées dans les précédents chapitres.

En ce qui concerne la locomotion aérienne, il est une question qui, plus que toutes les autres, préoccupe les esprits : Quel est le travail que l'oiseau dépense pour voler? Suivant la réponse qui leur sera faite, ceux qui cherchent à créer des appareils volateurs sauront s'ils peuvent trouver, dans la force musculaire de rhomme, ou dans les machines dont on dispose aujourd'hui la production de travail nécessaire pour réaliser leurs projets.

§ 198. Définition du travail mécanique. — Jusqu'au commencement de ce siècle, on ne savait pas estimer la force des moteurs animés ni celle des machines. La commune mesure est fixée aujourd'hui ; c'est le travail mécanique dont la définition ordinaire est le produit d'une force par le chemin qu' a parcouru son poiîit d'application^. L'unité de force, ou kilogramme tre^ est

1. La force ou l'effort F multiplié par l'espace parcouru E, c'est-à-dire le produit FE, exprime le travail effectué. Cette formule a une autre expression, (juand le travail est produit par la pesanteur ou contre la pesanteur. Quand un^corps, par exemple, a été élevé à une certaine hauteur, il a fallu

le travail représenté par le poids d'un kilogramme élevé à un mètre de hauteur.

Le travail d'une machine, ou d'un moteur animé, peut toujours être exprimé en kilogrammètres, mais à la condition que Ton connaisse bien l'intensité de l'effort déployé par le moteur et qu'on mesure exactement le chemin parcouru par le point d'application de cet effort. Or, cette mesure est souvent difficile à obtenir, surtout dans les mouvements compliqués et rapides comme ceux du vol.

§ 199. Estimation du travail dépensé dans le vol ramé; insuffisance des données expérimentales sur les mouvements de l'oiseau. — Un certain nombre d'auteurs ont essayé toutefois de calculer le travail dépensé dans le vol, mais n'ayant que des données fort incertaines sur la nature des mouvements de l'oiseau, ils n'ont pu obtenir de mesure exacte.

On a beaucoup reproché à Navier d'être arrivé par le calcul à cette conclusion bien faite pour étonner : à savoir, que 13 hirondelles dépensent en volant un cheval-vapeur ^ c'est-à-dire 75 kilogrammètres, à chaque seconde. Ce qu'on doit lui reprocher surtout, c'est d'avoir basé ses calculs sur des données qui ne méritaient aucune confiance*.

exercer contre lui un effort constamment égal à l'action de la pesanteur, c'est-à-dire au poids P du corps. Cet effort a dû se mouvoir en sens contraire de la pesanteur, c'est-à-dire verticalement, et sur un certain chemin qui se mesure par la hauteur H à laquelle le poids a été élevé. Il s'ensuit que PH, mesure du travail effectué contre la pesanteur, est identique à FE, mais s'applique à un cas plus particulier. Enfin les deux formules précédentes ne tiennent pas compte du temps employé dans le déplacement des corps ni de l'effet de l'inertie des masses. Lorsque cette nolion intervient, la formule du travail est 1/2MV2.

i. Navier, Mémoires de Vlnstitut, t. II, 1829. L'auteur admet que l'Hirondelle, quand elle vole sur place, donne 28 battements d'ailes par seconde; 35 quand elle vole avec une vitesse de lo mètres.

Il pense que la vitesse de l'aile est 3 à 4 fois plus grande que celle de la translation de l'oiseau, etc. Ces quelques exemples montrent que Navier a pris, comme point de départ pour ses calculs, des hypothèses dont nul observateur ne pouvait contrôler l'exactitude. — Voir,à cet égard: de Louvrié, Equation du travail. — Erreur de Navier. — Aviation (extrait de9 Kondfiê). ,

a28 LE VOL DES OISEAUX.

Babinet, sans s'inquiéter de la nature des mouvements de Toiseau ni de la résistance de Tair, crut pouvoir raisonner de la manière suivante : « La pesanteur agissant sur l'oiseau le ferait tomber de 4", 90 dans la première seconde; il faut donc, pour voler horizontalement, que Toiseau dépense, à chaque seconde, le travail nécessaire à élever son propre poids à 4", 90. »

André', Mayor* et d'Esterno ont très bien relevé Tincorrection de ce raisonnement'.

GoupiP admet qu'un Pigeon du poids de 420 grammes est capable de faire un travail égal à 2*^*", SO. C'est comme s'il élevait son propre poids à 5", 71 par seconde. La base des calculs de l'auteur est également hypothétique sur certains points*.

i. André, De la navigation a&i'ienne et de Taviatton, Paris, E. Giraud, 1885, page 8.

2. P. Mayor, Lu maintien d'un corps dans l'espace au moyen d'une force wiotrice^ Lausanne, imprimerie G. Bridel, 1885, p. 11.

3. Si, disent-ils, au lieu d'une seconde, Babinet avait pris deux secondes pour unité de temps, il aurait trouvé queToiseau, tombant dans ce temps de 4",90X 22 = 19™,60, devrait remonter son propre poids à 19™,60 en deux secondes, soit 9",80 par seconde. Ce travail est deux fois plus grand que celui que donnait le calcul basé sur la seconde comme unité de temps. Aussi «rEsterno conclut-il à la nécessité d'assigner sa véritable valeur au temps pendant lequel l'oiseau est soumis à la force accélératrice de la pesanteur. Choisissant pour type un oiseau qui donne cinq coups d'ailes par seconde, il estime que chacune des chutes, ne pouvant durer qu'un cinquième de seconde, se réduirait à 0™,20. Le travail qui compenserait l'effet de ces chutes ne serait plus, pour une seconde entière, que celui qui consisterait à relever l'oiseau cinq fois par seconde à 0™,20 de hauteur, soit à 1 mètre seulement.

Cette évaluation serait encore exagérée; le raisonnement, comme l'expérience, montrent que l'oiseau ne tombe pas pendant l'abaissement de ses ailes; on ne pourrait donc attribuer à la chute de l'oiseau que la moitié environ de la révolution alaire,soit 1/10 de seconde, temps pendant lequel les ailes se relèvent entre deux coups frappés sur l'air. Pour cette dernière correction, la chute de l'oiseau se réduirait à 0™,049, cinq fois par seconde, soit 0",245 à la seconde.