MOUVEMENTS DE LA LOCOMOTION

Tous les mouvements relatifs, dont le mode d'inscription nous a occupés, jusqu'ici, sont assez faciles à recueillir, en ce sens que les organes voisins fournissent un commode point d'appui pour apprécier le déplacement. du point exploré par l'instrument.. D'autre part, il n'est pas besoin de transmettre ces mouvements à de grandes distances, l'organe exploré pouvant toujours, être placé au voisinage du style inscripteur; mais on n'a pas toujours des conditions aussi favorables.. Ainsi, dans l'étude des mouvements de l'aile de l'oiseau pendant le vol, il fallait trouver sur le corps de l'animal un point d'appui pour le tambour à levier; d'autre part, il fallait, pour laisser à l'oiseau un libre espace à parcourir, transmettre les mouvements de ses muscles ou de ses ailes, par des tubes de grande longueur; ces difficultés iront pas compromis: le succès des expériences (2).

il) Journal de Vanatomie et de la physiologie, 1865, p. 428. (2) Voir pour les délails et les réélfll'âte d'éë:'expèrien"ceâ : La Machine animale, v. 236.

Dans ses études sur le mécanisme de la marche , le professeur Garlet avait besoin d'inscrire les oscillations verticales que le pubis exécute à chaque phase d'un pas. Il lui fallait, pour supporter le tambour explorateur, un appui qui restât toujours à la même hauteur au-dessus du sol, tout en se déplaçant horizontalement suivant la translation du corps. Ces conditions ont été réalisées au moyen d'un manège tournant dont le bras, toujours parfaitement horizontal, portait le tambour explorateur. Le levier de l'appareil, relié au pubis, s'élevait et s'abaissait tour à tour pendant la marche (1). On avait donc ainsi un point d'appui, à la fois mobile dans un plan horizontal, et fixe par rapport aux mouvements verticaux qu'il s'agissait d'inscrire.

Enfin, quand il faut inscrire les oscillations verticales d'un corps qui ne peut être relié à aucun point d'appui, il est possible ehcore de réussir, en certains cas, au moyen de l'artifice suivant représenté figure 79.

Fis. 79. — Tambour explorateur des oscillations. Cet appareil s'applique à l'élude des réactions verticales ou horizontales qui accompagnent les différentes allures de l'homme ou des animaux, à l'étude des oscillations du corps de l'oiseau pendant Le vol, etc.

On charge d'une masse le levier d'un tambour explorateur; ce levier est placé horizontalement sur une planchette à laquelle on imprime des oscillations verticales. Dans ces conditions de mouvements continuellement variés imprimés à l'appareil, la masse qui charge le levier présente continuellement une résistance par son inertie; quand le tambour s'élève, la masse abaisse la membrane, tandis que dans les mouvements d'abaissement elle la relève. Il est bien entendu que ces effets ne peuvent se produire qu'à la

(1) Voir pour les détails de l'expérience : Annales des Sciences naturelles, juillet 1872.

condition que les oscillations imprimées à l'appareil soient rapides, comme celles du corps de l'oiseau dans le vol (1) ou comme celles qui constituent les réactions d'un cheval au trot ou au galop (2).

Inscription des vibrations sonores. — Aux mouvements rectilignes alternatifs doivent se rattacher les vibrations des cordes, des diapasons, des verges élastiques et des membranes.

Ces mouvements ont été étudiés à l'aide de la méthode graphique par un grand nombre de physiciens parmi lesquels Helmholtz , Kœnig, Lissajoux, et tant d'autres ont fait des découvertes de premier ordre. On peut affirmer que c'est à l'emploi delà méthode graphique que l'acoustique doit d'être aujourd'hui l'une des sciences les plus avancées. Il faudrait de longs développements pour exposer, même sommairement, la manière dont se combinent entre elles les vibrations de différents nombres et reproduire les figures graphiques qui caractérisent leurs accords. Pour les détails de cet intéressant sujet, nous renverrons aux traités spéciaux.

En résumé, on voit que tout mouvement rectiligne peut être inscrit d'une manière assez facile, soit que ce mouvement se produise dans une seule direction, soit qu'il ait lieu alternativement dans les deux sens.

Ni la force du mouvement, ni sa rapidité extrême ne peuvent l'empêcher d'être inscriptible. Marcel Deprès, clans une remarquable expérience, a inscrit directement sur une plaque enfumée le mouvement d'un projectile lancé par la poudre à canon. D'autre part, à titre de mouvement d'une extrême lenteur pouvant être graphiquement représenté, je citerai l'accroissement d'une plante. On a vu, d'autre part, comment se réduit ou s'amplifie le mouvement pour être le mieux possible approprié à nos moyens d'étude ; plus tard, à propos de la technique expérimentale, je montrerai par quels procédés le tracé d'un mouvement quelconque peut être grandi ou diminué suivant le rapport désiré, sans que la forme en soit nullement altérée.

Enfin j'insiste sur l'importance extrême de ne pas multiplier

(t) Voy. Li> Machine animale, p. fil.

Cl) IhiiL, [>. 160 et 172.

les appareils en raison des différentes sortes de mouvements qu'ils doivent inscrire. Deux ou trois types différents d'instruments semblent devoir être toujours un minimum indispensable, mais le lecteur a dû remarquer la préoccupation que j'ai toujours eue d'appliquer les mêmes appareils aux usages les plus différents. Quelle qu'en soit la provenance, quels que soient. les artifices employés pour le recueillir, un mouvement de trèsgrande étendue pourra, à peu près toujours, être réduit au moyen d'une vis ; un mouvement de moyenne étendue transmis à l'aide d'un fil" sans modification de son étendue ; enfin un mouvement très-faible sera amplifié par un levier.

VII. — Inscription des mouvements eoniposés qui s'exécutent dans un même plan.

Expériences des aeousticiens ; tracés de Kœnig.— Applications à la détermination des mouvements de l'aile de l'insecte.— Trajectoire de l'aile de l'oiseau. — Oscillations de l'oiseau dans le plan vertical. — Trajectoire de l'oiseau dans les airs. — Applications diverses.

On a vu dans le chapitre Ier (1) comment, suivant la méthode des aeousticiens, on trace sur le papier la trajectoire décrite par une verge de Wheatstone qui vibre suivant deux directions perpendiculaires l'une à l'autre. La figure 80 montre une de- ces trajectoires; elle n'exprime que le- parcours de la pointe écrivante, abstraction faite du temps employé par cette pointe à suivre telle ou telle partie de la courbe tracée.

Mais, quand on a obtenu une semblable figure écrite sur papier immobile, si l'on re- ""

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cueille le trace du même mouvement sur un toire d'une verge papier qui marche avec une vitesse connue, tde Weatstone>vi-

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on obtient une figure nouvelle dont la comparai- port de 2 à 3; son avec celle qui s'est inscrite sans translation trace ''ecueilli sur

1 un papier imino-

(lu papier permet d'apprécier les phases du biie. mouvement vibratoire.

La figure 81 n'est autre que celle qui est représentée figure 80, avec cette différence que, dans le second cas-, le papier qui reçoit la courbe marche avec une vitesse.de 30 centimètres par seconde.

C'est par ce même procédé que j'ai essayé d'inscrire les vibrations de l'aile do différents insectes et que j'ai recueilli des ligures partielles du parcours de ces organes. On voil un spécimen de ces tracés dans Ja figure 82.

(1) T. 1er, 1875, p. 134.

Ce qui empêche d'obtenir ainsi la forme complète de cette trajectoire, c'est que l'aile d'un insecte, tournant autour de son point d'attache, décrit à son extrémité une figure sphérique qui ne peut être tangente que par un point à la surface d'un plan

Kig. 81. — Trajectoire d'une verge de Whealstone vibrant dans le rapport de 2 a 3; tracé recueilli sur un papier animé d'une translation rapide.

et surtout à la surface d'un cylindre comme ceux qui servent à recueillir les traces. Ce n'est qu'en appuyant un peu fortement la pointe de l'aile contre le cylindre qu'on obtient des figures moins incomplètes, mais la flexion de l'aile qui se produit alors entraîne une déformation des tracés.

Fig. 82. — Tracés partiels de la trajectoire d'une aile d'insecte pendant le vol.

Les mouvements de l'aile de l'oiseau peuvent s'écrire d'une manière beaucoup plus sûre, grâce aux appareils à transmission du mouvement. On a vu comment fonctionne le pantographe à transmission déjà décrit dans le chapitre ier (1). Que l'on suppose l'un de ces appareils placé sur une table, en face d'une surface de verre enfumé sur laquelle sa pointe va tracer, tandis que l'autre appareil, placé sur le dos d'un oiseau de forte

(1) T. I, p. 134, fig. 69.

taille, est actionné par le double mouvement de haut en bas et d'avant en arrière que les ailes exécutent dans le vol. Les mouvements du premier appareil , transmis au second par des tubes de longueurs suffisantes, iront s'inscrire sous les yeux de l'observateur (1).

La disposition de l'appareil explorateur peut être modifiée plus ou moins, suivant les besoins particuliers, mais, dans tous les cas de ce genre, elle se compose essentiellement de deux tambours disposés perpendiculairement l'un à l'autre et dont l'un reçoit les mouvements verticaux, l'autre, les mouvements qui se font d'avant en arrière.

Dans certains cas, il est plus facile de recueillir séparément les mouvements de sens vertical et ceux de sens horizontal ; puis, quand on a obtenu la courbe de chacun d'eux, on s'en sert pour recomposer la courbe fermée de la trajectoire de l'aile, suivant les procédés de la géométrie. C'est par cette méthode que j'ai obtenu la trajectoire de l'aile de la buse et celle du pigeon.

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Fit,'. 83. Courbes des deux ordres de mouvement de l'aile d'un pigeon. — AP, ligne pleine, mouvements dans le sens anléro-postérieur. — HB, ligne ponctuée, mouvements de haut en bas.

La figure 83 montre, dans la courbe formée d'une ligne pleine A P, les mouvements d'avant en arrière de l'aile du pigeon ; la courbe ponctuée H B correspond au mouvement dans le sens vertical.

(1) La Machine animale, p. 244.

Ces deux courbes combinées engendrent, pour chaque révolution de l'aile de l'oiseau, une courbe fermée dont la figure 84 fournil un type.