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Jeudi 6 mai
Résumé : La génération de forces propulsives à l’aide d’extrémités battantes
est la tâche quotidienne des poissons, insectes et autres animaux. C’est aussi le
but des systèmes artificiels inspirés des systèmes biologiques. Du point de vue
de la mécanique des fluides, ce sont les tourbillons produits par le mouvement
des ailes battantes qui vont piloter la magnitude et direction de ces forces,
en emportant avec eux de la quantité du mouvement lorsqu’ils sont détachés
des ailes ou nageoires ou bien en modifiant le champs de pression autour de
l’aile lorsqu’ils restent attachés. D’autre part, si l’on pense à ces ailes ou
nageoires en tant que structure, il n’est pas difficile de voir que leur habileté
pour produire une force de poussée, de sustentation ou de manœuvrabilité,
ainsi que leur efficacité, seront intimement liées à leurs propriétés élastiques et
géométriques.
Je présenterai ici deux expériences différentes avec des modèles relativement
simples qui illustrent quelques mécanismes de base associés à la propulsion
par ailes battantes. Ces expériences (un aileron oscillant dans un canal hydrodynamique
et un "insecte" mécanique monté dans un manège), réalisées au
laboratoire PMMH (ESPCI), nous ont permis d’étudier d’une part les transitions
observées dans les allées tourbillonnaires typiques des sillages produits
par des ailes battantes, et d’autre part l’effet de la flexibilité des ailes dans
l’efficacité propulsive.
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Le département de physique
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