Les winglets et les cigognes

 

      Nos amies alsaciennes les cigognes sont un exemple d'exemple bien plus ancien que le martin-pêcheur et son profil. Pour voir ces grands échassiers enseigner leur science, il faut rejoindre en 1891 Otto Lilienthal, un pionnier allemand qui, comme tous les pionniers, s'inspira du vol des oiseaux. Eh oui ! Ce sont elles qui l'aidèrent à percer à jour l'un des secrets fondamentaux du vol, le principe de Bernoulli qui vous fut précédemment présenté. La surface bombée de leurs ailes servit en effet de modèle à Lilienthal pour ses aéroplanes.

   Outre cette participation non des moindres au progrès de l'aéronautique, les cigognes et leurs plumes sont à l'origine d'un autre élément de l'aile des avions de ligne : les winglets ("ailerettes", en français), qui sont de petits triangles fixés aux extrémités des ailes.

   Mais procédons avec ordre. Ingénieurs et techniciens se heurtant à de nombreux problèmes, ils se heurtèrent un jour à une difficulté toute particulière dans le vol de leurs avions : le courant aérien se rompt à la fin des ailes, créant des tourbillons qui augmentent la résistance aérodynamique. Le flux de l'intrados, en surpression, passe sur le flux de l'extrados, en dépression, du fait des écarts de pression, et entraine la formation d'un tourbillon dit marginal.

   Que ferait la nature dans ce cas ?

   La solution se trouvait effectivement dans la nature. Ingo Rechenberg, chercheur reconnu par ses pairs, peut se targuer d'une belle trouvaille. Ses observations s'étaient portées sur la cigogne, et la particularité de l'éventail que forment ses plumes au bout de l'aile. Jamais rien n'est du au hasard avec Dame Nature ; il s'interrogea donc sur les avantages de cette disposition. La mise en condition de vol de la cigogne dans un tunnel aérodynamique révéla le rôle de ces rémiges : plus le courant est fort, plus l'extrémité des ailes s'écarte, et se courbe. Cela fait diminuer la résistance aérodynamique.

cigogne en vol

L'évolution biologique est très "raffinée". L'aile a d'abord commencé à pendre mollement. Puis, l'élasticité a joué pour donner enfin la meilleure forme à l'aile.  au final, l'homme s'en inspire. Cela concerne outre les cigognes, les grands oiseaux bons planeurs tels que la buse, l'aigle... Leurs ailes sont larges, et ces rémiges, par leur disposition, permettent un vol plus lent et plus manœuvrable. Voici l'évolution de la position de ces plumes primordiales  :

évolution

     Pour imiter cette conformation avantageuses, les ingénieurs placèrent ainsi des winglets aux extrémités des ailes de leur avion. Ceux-ci agissent comme des murs qui réduisent le flux d'air passant de l'intrados à l'extrados. Les tourbillons marginaux sont limités, et par cela, la trainée est moins importante, le but ultime étant de diminuer la consommation de carburant.

aile d'oiseau

     Nos cigognes n'en sont pourtant pas restées là, et dépassent en cela les winglets artificiels. En effet, outre une réduction des effets des turbulences, la cigogne les réutilisent. Prenez l'image d'une petite hélice dont font office ces tourbillons. De la même manière qu'une aile, une hélice crée, en tournant, une surpression derrière elle ; cette différence de pression engendre la poussée (sustentation). L'énergie provenant de ceux-ci est ainsi réemployée, et génère une poussée. Au final, la résistance marginale subit une réduction allant de 10% à 50%. 

      Mais cette complexité du vol de l'oiseau, qui joue sur de multiples "paramètres-réflexes", grâce à une multitude de senseurs répartis sur son corps, relègue l'homme à devoir inventer sa propre façon de voler. Avec des ailes rigides sur ses avions, il se différencie du vol battu, dont il cherche néanmoins à reproduire toute les performances. Or,  des drones (avions téléguidés) à vol battu sont conçus, pour cela, pour de nouveaux défis.

 

 

Créer un site gratuit avec e-monsite - Signaler un contenu illicite sur ce site

×