Les oiseaux battent souvent des ailes lorsqu’ils s’approchent d’un lieu d’atterrissage, même si le vol propulsé consomme davantage d’énergie que le vol plané. Des recherches menées par l’Université de Manchester suggèrent que ce comportement pourrait les aider à ralentir en toute sécurité dans l’espace limité disponible dans les environnements réels d’atterrissage.
L’étude, publiée dans Proceedings of the Royal Society A Mathematical Physical and Engineering Sciences, a utilisé une modélisation mathématique pour examiner comment un oiseau pourrait atterrir sans battre des ailes. En théorie, un oiseau non propulsé pourrait atteindre une vitesse nulle au moment où ses pattes toucheraient le sol. Toutefois, parvenir à ce résultat nécessiterait une approche beaucoup plus rapide et plus longue que celle qu’utilisent habituellement les oiseaux.
Pour un oiseau de la taille d’un pigeon, le modèle indiquait que la manœuvre commencerait à plus de deux fois sa vitesse de croisière habituelle, couvrirait environ 60 mètres horizontalement et impliquerait une montée d’environ 20 mètres. Ces résultats suggèrent que la vitesse d’arrivée la plus faible possible n’est pas toujours l’objectif le plus pratique. Battre des ailes pourrait permettre aux oiseaux de réduire leur vitesse tout en conservant le contrôle dans un espace restreint.
La recherche apporte également une explication aux approches en piqué utilisées par certains oiseaux lorsqu’ils se posent sur des perchoirs. Des travaux antérieurs sur des buses de Harris ont montré qu’elles pouvaient descendre en piqué sous le perchoir avant de remonter en vol plané vers celui-ci, une manœuvre considérée comme permettant de réduire la distance parcourue après le décrochage de leurs ailes et la diminution de leur contrôle aérodynamique.
Le nouveau modèle suggère que ces trajectoires reflètent un compromis entre arriver lentement au perchoir et réduire au minimum le temps passé en situation de décrochage. Selon les chercheurs, la vitesse d’arrivée pourrait avoir une influence plus importante sur le comportement en piqué qu’on ne le pensait auparavant.
L’atterrissage au sol présente un problème physique différent. Un oiseau ne peut pas poursuivre sa trajectoire sous la surface d’atterrissage ni traverser sa destination en remontant ; une approche non propulsée ne peut donc pas éliminer toute la vitesse avant le contact avec le sol. L’énergie restante doit être absorbée par les ailes, les pattes, ou les deux.
Cette contrainte pourrait exercer des pressions opposées sur l’évolution des oiseaux. Des muscles et des os plus solides, en particulier au niveau des pattes, peuvent aider un animal à supporter l’atterrissage, mais une masse supplémentaire peut réduire les performances en vol. Les chercheurs suggèrent que l’équilibre entre être suffisamment léger pour voler efficacement et suffisamment robuste pour atterrir en toute sécurité a pu influencer l’évolution des oiseaux.
Les mêmes principes physiques pourraient également contribuer à expliquer comment d’autres animaux volants atterrissent sans vol propulsé. L’étude a été dirigée par le Dr Ben Parslew, maître de conférences en ingénierie aérospatiale à l’Université de Manchester, et s’intitule « Flight dynamics and optimal control of unpowered avian landings ».
Sources: Phys.org.