III / Techniques de vol de l’oiseau

a. Mouvement des ailes

Les oiseaux ont une anatomie proche des autres êtres vivants. Ils se distinguent cependant par certaines différences qui leur permettent de voler.

Anatomie des oiseaux

Le squelette des oiseaux

Le squelette des oiseaux ressemble à ceux des autres vertébrés. Il se distingue cependant par sa légèreté, en partie dûe à une économie de poids grâce à l'absence de certains éléments telles que les dents ou la réduction des doigts de la main, et également par l'absence de moelle osseuse, remplacée par de l'air. Ces os pneumatisés sont en relation avec leur système respiratoire. Bien que ces os soient allégés, ils ne sont pas pour autant plus fragile. Ils sont au contraire plus résistants afin de résister à des efforts tels que le décollage, le vol et l'atterrissage.

Il existe également d'autres différences telles que leurs clavicules qui sont fusionnées et forment un furcula ou encore la présence du bréchet qui est une extension du sternum.


D'autres modifications:
L'oiseau a également subi d'autres évolutions pour voler : il ne possèdent pas de vessie, de glandes sur la peau et l'un des ovaires de la femme n'est pas fonctionnel. Les poumons des oiseaux sont continuellement traversé par l'air grâce à leur positionnement, ce qui lui permet d'avoir un système respiratoire aussi performant que celui des autres vertébrés, malgré ses poumons  de plus petite taille. L'oiseau est aussi homéotherme, c'est à dire que sa température interne reste à peu près constante peu importe le milieu extérieur, ce qui lui permet de voler à n'importe quelle altitude .

Les ailes de l'oiseau

Schéma de l'aile d'un oiseau
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Les ailes des oiseaux sont résistants et flexibles à la fois. Le profil de l'aile est constitué d'un extrados, qui est le dessus de l'aile, et l'intrados, le dessous de l'aile. L'avant de l'aile s'apelle le bord d'attaque et l'arrière le bord de fuite. La partie incurvée de l’intrados emprisonne de l’air qui tourbillonne dans le sens du vol, ce qui profite à l’oiseau, car, ainsi, l’air pousse l’oiseau et lui permet de voler plus vite. Les ailes des oiseaux peuvent être très différentes entre deux espèces. Les planeurs ont de longues ailes larges, les oiseaux « à vol dynamique » (à battement d’ailes et trajectoire virevoltante) ont des ailes fines et plus courtes.

Muscles de l'aile

Les muscles les plus développés de l'aile de l'oiseau sont ceux qui sont responsables de la propulsion (qui relèvent et abaissent les ailes). Ces muscles sont les grands pectoraux et le muscle supra-coracoïdien (les autres muscles de l'oiseau sont très peu développés : ces deux muscles sont si développés qu'ils représentent environ 15% du poids de l'oiseau).

Muscles et plumes de l'oiseau


Plumes de l'oiseau

Le plumage de l'oiseau est constitué de diverses types de plumes, ayant toutes un rôle notable dans le vol.

Les plumes de l'aile sont plus grandes que celles des autres parties du corps. On les appelle les "rémiges". Il existe les rémiges primaires, qui servent pour la poussée, et les rémiges secondaires qui améliorent la portance.

Les plumes de la queue, appelées "rectrices", assurent la stabilité de l'oiseau durant le vol et lui permet de changer de direction. Elles sont également utilisées pour freiner lors de l'aterissage.

Les plumes servent aussi à sentir les ascendances lors des vols. Lors du vol plané, un ensemble de petites plumes, les allules, permettent à l'oiseau de garder l'équilibre lorsque l'oiseau est en perte de vitesse ou quand il y a trop de turbulences pour que l'air s'écoule normalement sur les extrados. Elles agissent en se dressant, formant ainsi une fente entre elles et l'aile. L'air s'engouffre dans la fente, et en raison du peu d'air pouvant traverser la fente, l'écoulement de l'air redevient normal. Les scapulaires (face supérieure de l’aile) ainsi que l’axillaires (face inférieure) permettent de combler l’espace situé entre le corps de l’oiseau et le bord interne de l’aile.

Lors du vol battu, les plumes se resserrent quand les ailes s’abaissent de manière à laisser passer le moins d’air possible, et inversement, lorsque les ailes remontent, les plumes s’écartent légèrement pour permettre à l’air de passer.

Le vol battu

Le vol battu est le vol caractéristiques des petits oiseaux, et des oiseaux tels que les canards, les cygnes (la famille des Anatidés).
Ce vol se sert des battements d'ailes pour voler.

Le battement de l’aile se décompose en deux parties :

  • il y a d’abord la baissée, où les ailes, après avoir pivoté vers le bas, bougent du bas vers le haut et de l’avant vers l’arrière, en se fléchissant vers le bas et en se tordant élastiquement au milieu des ailes (ce qui donne une vue de l’oiseau en W).
  • puis il y a la remontée, où les ailes, après avoir pivoté vers le haut, vont du haut vers le bas et de l’arrière vers l’avant, en fléchissant et en se tordant élastiquement au milieu des ailes (ce donne une vue de l’oiseau en M).

Le vol battu


b. Le vol plané

Le vol plané est caractéristiques des oiseaux de grande taille. Ce vol s'appuie sur trois principes :

• La différence de pression dûe à la forme de l'aile: l'aile est incurvée, et l'extrados est plus long de que l'intrados. Pour ne pas créer de vide, l'air doit accélérer sur l'extrados,  ce qui crée une dépression sur le haut de l'aile. Une force aérodynamique est ainsi créée, qui contraint l'aile à aller vers le haut.

Des tourbillons sont crées par l'air qui passe sur l'extrados. Ces tourbillons sont diminués par l'oiseau lorsqu'il écarte ses rémiges.

• Une propulsion grâce aux extrémités des ailes: les extrémités de l'aile de l'oiseau oscillent légèrement pendant le vol. Cet oscillation fait tourbillonner l'air et créer une sorte de cône d'air orienté vers l'arrière de l'oiseau et qui peut s'apparenter à un propulseur.

• Les courants d'airs : les rayons du Soleil qui frappent sur le sol ou la mer réchauffent l'air situé au dessus. Cet air chaud, moins dense que l'air froid, entraine un courant d'air chaud qui s'élève. L'accumulation d'air chaud forme un ballon d'air chaud qui se détache du courant d'air et qui s'élève dans l'air. Ce ballon forme alors un cercle, au milieu duquel traverse de l'air froid. L'aile incurvée de l'oiseau lui permet, en tournoyant autour du cercle, de prendre de l'altitude.

Lorsque le vent souffle contre une falaise, l'air remonte verticalement, ce qui permet à l'oiseau de prendre de l'altitude sans fournir d'efforts. De même, lorsque le vent souffle sur la mer après avoir franchi une falaise, la brusque dénivellation entraine l'air à revenir vers la falaise, qui remonte verticalement.

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