Voler, un rêve inaccessible pour l'homme ?

Voler comme un oiseau reste le rêve ultime pour les humains. Notre corps est capable de marcher, de sauter et même de nager, mais voler nous est anatomiquement impossible. Si des hommes repoussent les limites pour se rapprocher du vol naturel, aile à réaction, base jump ou vol illusoire, les oiseaux restent les maîtres du ciel !

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Voler, un rêve inaccessible pour l'homme ?

- Chronique de Farah Kesri du 31 mai 2012 -

Schéma des sacs aériens de l'oiseau.
Sillage du vol d'un oiseau mandarin.

 

Le 2 mai 2012, Yves Rossy, pilote suisse surnommé "Jetman", s'est pris pour un oiseau en volant, autour du Corcovado à Rio de Janeiro, et en atterrissant sur la célèbre plage de Copacabana. En réalité, il s'est servi d'une aile à réaction munie de quatre mini-réacteurs, mais son vol a tout de même été dirigé par les mouvements de son corps. Dean Potter, célèbre alpiniste américain maître de base jump, une discipline extrême, s'est servi d'une combinaison volante puis s'est jeté du haut d'une falaise.

Mais un Hollandais a encore fait plus fort. En mars 2012, ce soi-disant ingénieur en mécanique a fait croire sur son site, Human Birdwings, qu'il avait construit de véritables ailes en s'inspirant de la structure réelle des ailes des oiseaux. Une vidéo montre même comment un système électronique aide à maintenir le mouvement des ailes. En réalité, les images de vol sont un "fake" extrêmement bien réalisé et sa démarche était purement artistique.

Comment les oiseaux parviennent à voler ?

Les oiseaux sont plus légers que les humains. On partage pratiquement les mêmes os, mais leur squelette est plus petit donc moins lourd. Leurs os sont plus creux et beaucoup contiennent des cavités remplies d'air, un peu comme les cavités sinusales présentes dans les os de la face chez les humains. Ils ont aussi le système respiratoire le plus développé des vertébrés. En plus de deux poumons rigides, ils ont plusieurs sacs aériens répartis dans l'ensemble du corps. D'une part, ils allègent la structure au niveau des gros os comme des ballons.

D'autre part, ils servent de réserve pour envoyer aux poumons de l'air comme un soufflet. De cette façon, l'oiseau reçoit en permanence de l'oxygène et à chaque inspiration, l'oiseau peut extraire 100 % du dioxygène présent dans l'air inspiré, contrairement à notre système. C'est ce qui explique aussi qu'ils peuvent résister au manque d'oxygène quand ils sont en altitude.

La légèreté ne fait pas tout, il faut aussi de la puissance...

Une puissance qui provient des muscles. Les oiseaux en possèdent environ 175, moins que l'homme (640 muscles striés), mais ceux qui permettent le vol ne se trouvent pas au niveau des ailes, mais au niveau du thorax. Les pectoraux et les muscles supra-coracoïdiens sont les plus développés. Ils viennent s'ancrer près du centre de gravité qui est le bréchet (sternum). Et afin de supporter la force de contraction de ces muscles puissants, les os de la cage thoracique et du sternum sont soudés à la colonne vertébrale pour former une charpente en V très rigide. Plus cette partie est développée, plus le vol est puissant.

Pour décoller, l'oiseau doit sauter pour se propulser. C'est aussi de cette manière que les petits apprennent à voler. Ils doivent d'abord acquérir suffisamment de force dans les muscles des pattes, puis au bout de quelques semaines de saut, ils parviendront à décoller.

Rester en vol sans tomber

On croit souvent qu'en plein vol on repose sur l'air, alors qu'en réalité on est aspiré par des mouvements d'air. Les oiseaux qui font du vol plané se servent des courants d'air ascendants thermiques pour s'élever en spirale, puis quand l'air refroidi l'oiseau redescend. D'autres espèces vont elles-mêmes déplacer l'air en battant des ailes. Le problème avec l'air, c'est qu'il est transparent et on ne peut pas voir ces mouvements. En tout cas c'est ce que l'on peut croire avant de voir l'expérience Flightlab du Dr Bret Tobalske, un chercheur de l'université du Montana.

Le sillage du vol d'un oiseau mandarin a été rendu visible en plaçant l'oiseau dans une soufflerie, où on a vaporisé quelques gouttes d'huile d'olive dans l'air. Puis grâce à un stroboscope, l'air brumeux s'est illuminé et en volant, l'oiseau l'a déplacé. L'air a été poussé en arrière et vers le haut. Une sorte de tourbillon se forme à la pointe des ailes des oiseaux, un vortex qui aspire et qui donne à l'oiseau un effet ascenseur pour le faire monter.

Mais ce système nécessite beaucoup d'énergie. Du coup, l'oiseau mandarin rabat ses ailes vers l'arrière pour s'économiser, puis recommence à battre de nouveau pour remonter cette forme aérodynamique comme une ogive pour limiter la résistance à l'air. La queue permet de contrôler l'atterrissage. Certains oiseaux, comme le colibri, sont capables de voler sur place. Cela a permis de découvrir que leurs ailes formaient un huit notamment grâce aux mouvements des poignets au niveau des ailes. Un peu comme nous, quand nous nageons sur place (nous bougeons les bras et les poignets en formant un huit).

Les oiseaux n'ont pas livré tous leurs secrets, mais on s'approche de plus en plus du soleil. Attention toutefois à ne pas se brûler les ailes comme Icare…

En savoir plus :

  • Jetman
    Site officiel d'Yves Rossy.