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Publié le 14 juillet 2021 Mis à jour le 15 juillet 2021

Voler sans moteur en s'inspirant des oiseaux

Des aéronefs qui imitent les albatros

Planeur

L'être humain a réussi, par sa curiosité et son génie, à voler comme les oiseaux. Toutefois, cela a un prix énergétique appréciable : un Boeing 737 consomme environ 750 gallons (2840 litres) de carburant par heure. Ce besoin d'énergie a aussi un effet environnemental. Nous savons que l'industrie du transport laisse une  importante empreinte écologique, d'ailleurs, le secteur en est conscient et essaie de plus en plus d'adopter un "pilotage écoresponsable". Ainsi, certains rêvent à des aéronefs moins énergivores, Un étudiant allemand a réfléchi à un appareil, le Flying V, consommant 20% de moins d'essence qui a enthousiasmé certaines compagnies aériennes.

Toutes de très bonnes solutions pour diminuer la pollution atmosphérique. Néanmoins, une question se pose : serait-il possible un jour de voler sans aucun moteur? Elle semble folle et pourtant les ingénieurs présents et à venir risquent de se pencher sur ce thème.

La technique inspirante de l'albatros

En effet, les oiseaux ont démontré leur capacité à se mouvoir sur de longues distances en économisant leur énergie. Si dans les débuts de l'aviation, les humains ont essayé d'imiter le battement d'ailes des colibris ou passereaux avec des résultats dramatiques, ils n'ont pas vraiment observé les grandes espèces. Ces dernières ne battent presque pas des ailes. Pourtant, certains d'entre eux peuvent passer des heures et même des jours en vol en se laissant planer.

Parmi les grands planeurs connus, nous trouvons le condor des Andes, les pélicans, les cigognes et surtout le champion : l'albatros. Ce dernier enregistre des statistiques exceptionnelles. Les chercheurs ont noté qu'ils ne passaient qu'entre 12 et 14,5% de leur temps de vol à faire aller leurs ailes. Pour y arriver, ils utilisent une technique appelée "vol de gradient" ou "dynamic soaring" dans la littérature anglophone. Ainsi, ils se laissent transporter par les différents courants au-dessus des océans et la gravité terrestre. Ceux qui les observent remarquent que ces oiseaux planent rarement en ligne droite mais imitent plutôt les skieurs en slalomant pour arriver à leur destination. Sa méthode est tellement perfectionnée que les scientifiques continuent d'analyser leurs mécaniques de conservation de l'énergie.

Le rêve du vol perpétuel

Les diverses approches de l'albatros, dont le vol de gradient, en font rêver certains. Si les aéronefs du futur étaient capables de voler sans moteur et sans s'arrêter jusqu'à leur cible, pour certains, il s'agit même du futur probable des avions : le vol perpétuel. Évidemment, nous sommes encore loin de la coupe aux lèvres mais la recherche tend, petit à petit, à affirmer que cela pourrait se faire en répondant aux lois de la physique. Avec des planeurs qui seraient en mesure de modifier la direction de ses ailes comme l'oiseau, cela serait possible et le tout respecterait même les lois de la gravité.

D'ailleurs, cette idée née dans de nombreuses thèses et études, s'est matérialisée le 19 janvier 2021 : un aéronef radiocommandé sans hélice ni moteur a réussi, par la technique du vol de gradient, à atteindre une vitesse de 882 km/h! Lancé depuis la montagne Parker au nord de Los Angeles, il lui a suffi de parcourir en boucle la pente et donc de s'alimenter des courants d'air. Un exploit d'autant plus impressionnant que par moment l'engin ne se trouvait qu'à quelques mètres du sol. Il faut par conséquent une bonne acuité visuelle pour arriver à établir de telles vitesses avec un petit appareil.

Bien sûr, ces modestes planeurs sont très loin de ressembler aux appareils dont nous aurions besoin pour que des individus voyagent en masse d'un pays à l'autre. Il faut aussi dire que cela exigerait une totale réinvention de l'espace aérien qui devrait prendre compte des différents courants. Néanmoins, ces percées et cet intérêt par les facultés d'ingénierie pour le vol à gradient laissent espérer possiblement de futurs appareils encore moins énergivores.

Illustration : S. Hermann & F. Richter de Pixabay

Références :

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Bonnin, Vincent. "From Albatross to Long Range UAV Flight by Dynamic Soaring." UWE Bristol Research Repository Home. Consulté le 9 juillet 2021. https://uwe-repository.worktribe.com/output/909425/from-albatross-to-long-range-uav-flight-by-dynamic-soaring.

Hanitrarivo, Micka. "Un étudiant a Imaginé Un Avion Qui Consomme 20 % De Carburant En Moins." Fredzone. Dernière mise à jour: 7 juin 2019. https://www.fredzone.org/un-etudiant-a-imagine-un-avion-qui-consomme-20-de-carburant-en-moins-878.

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Neveu, Louis. "Sans Moteur, Cet Avion Radiocommandé Frôle Les 900 Km/h !" Futura. Dernière mise à jour : 23 janvier 2021. https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/avion-moteur-cet-avion-radiocommande-frole-900-km-h-85314/.

Paula Rubiano, María. "These Masters of the Sky Can Fly for Hours (or Days) While Barely Flapping." Audubon. Dernière mise à jour : 4 septembre 2020. https://www.audubon.org/news/these-masters-sky-can-fly-hours-or-days-while-barely-flapping.

Schmitz, Laurent. "Dynamic Soaring." Jivaro-models.org - Toutes Les Facettes De L'aéromodélisme. Dernière mise à jour : 20 janvier 2021. https://jivaro-models.org/dynamic_soaring/page_dynamic_soaring.html.

Segond, Alexandra. "Comment Les Compagnies Aériennes Réduisent Leur Consommation De Kérosène Et Leurs émissions De CO2." LE FIGARO. Dernière mise à jour : 23 octobre 2019. https://www.lefigaro.fr/societes/comment-les-compagnies-aeriennes-reduisent-leur-consommation-de-kerosene-et-leurs-emissions-de-co2-20191023.

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Wang, Wei, Weigang An, and Bifeng Song. "The Mechanisms of Albatrosses’ Energy-Extraction During the Dynamic Soaring." SpringerLink. Dernière mise à jour : 2 juin 2021. https://link.springer.com/chapter/10.1007%2F978-981-33-6060-0_37.


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