La turbulence donne un coup de pouce aux oiseaux –

En combinant les données de vitesse du vent avec les accélérations mesurées d’un aigle royal équipé d’instruments de suivi GPS, les chercheurs suggèrent que, plutôt que d’entraver le vol, la turbulence est une source d’énergie que les oiseaux peuvent utiliser à leur avantage.

Cette découverte contre-intuitive pourrait réviser ce que nous savons du vol aviaire et aider l’industrie aérospatiale à développer des moyens plus rapides et plus efficaces de voler dans des environnements turbulents.

L’article “La turbulence explique les accélérations d’un aigle en vol naturel”, publié dans PNAS. L’auteur principal était le doctorant Kasey Laurent.

Alors que le vol des oiseaux peut sembler facile et gracieux aux spectateurs terrestres, les animaux ailés naviguent en fait dans un flux d’air structuré, texturé et en constante évolution, selon Gregory Bewley, professeur adjoint à la Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering, qui a dirigé l’équipe.

Afin de sortir ses expériences du laboratoire et de les faire voler dans le ciel, l’équipe de Bewley s’est associée à deux groupes : Conservation Science Global et Cellular Tracking Technologies. Les scientifiques de ces sociétés ont capturé une femelle aigle royal en Alabama, l’ont équipée d’une unité de télémétrie GPS solaire avec un accéléromètre pesant moins de 3 onces, puis ont relâché l’oiseau.

Au cours de 17 jours, alors que l’aigle migrait vers le nord le long des Appalaches vers le Canada, le “sac à dos” GPS a transmis plus de 200 heures de données – y compris les coordonnées de localisation, l’altitude, la vitesse au sol et l’accélération triaxiale – via cellulaire réseaux.

Le laboratoire de Bewley a ensuite obtenu des données sur la vitesse du vent des bases de données d’historique météorologique des National Centers for Environmental Prediction et les a cartographiées sur les mesures de vol de l’aigle, identifiant les différents comportements de vol et de non-vol de l’oiseau.

Ils ont trouvé un “modèle très irrégulier et fluctuant” dans les accélérations de l’aigle, qui ressemble aux trajectoires typiques des particules dans les flux d’air turbulents. À des échelles de temps allant de 0,5 à 10 secondes – ce qui se traduit par environ 1 à 25 battements d’ailes – les accélérations de l’aigle et les turbulences atmosphériques étaient complètement synchronisées.

Et quelle est l’intensité de ces accélérations ? À titre de comparaison, les personnes qui voyagent en voiture ou à bord d’un vol commercial subissent moins de 0,1 g, soit un facteur de l’accélération gravitationnelle de la Terre. Pendant ce temps, les accélérations des oiseaux dépassent 1 g, ce qui jetterait ces passagers humains hors de leurs sièges.

Bien sûr, les ingénieurs aéronautiques s’efforcent de réduire autant que possible les turbulences, et aucun passager ou pilote de ligne aérienne ne souhaite un trajet cahoteux. Mais Bewley pense qu’il existe des opportunités d’exploiter l’énergie de la turbulence, en particulier pour le transport sans personne et les petits avions de reconnaissance.

“Si vous pouviez trouver un chemin dans lequel chaque vortex vous pousse dans le bon sens, alors évidemment vous y arriverez un peu plus vite avec un peu moins d’énergie”, a déclaré Bewley. “Nous travaillons toujours dur pour comprendre la turbulence par elle-même. Je pense qu’il est fascinant qu’il puisse y avoir des connaissances empiriques pratiques incarnées dans la faune que nous n’apprécions pas encore.”

La recherche a été partiellement financée par les Amis de la forêt nationale de Talladega.

Source de l’histoire :

Matériaux fourni par L’Université de Cornell. Original écrit par David Nutt. Remarque : Le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.