Le vol des oiseaux a toujours fasciné Léonard de Vinci, qui cherchait à comprendre la dynamique de l’air. Aujourd’hui, la science permet d’en percer les secrets afin de le reproduire.

Le vol est sans nul doute la forme de locomotion la plus complexe et fascinante de la nature, stimulant l’imagination humaine depuis des millénaires. L’évolution des insectes, des ptérosaures, des oiseaux et des chauves-souris a permis de perfectionner leurs techniques de vol durant des millions d’années, donnant naissance à des solutions d’ingénierie naturelles d’une efficacité incroyable.

L'aile des libellules est épaisse sur le bord antérieur et très fine sur le bord postérieur. [Keystone - VALENTIN FLAURAUD] L’aile des libellules est épaisse sur le bord antérieur et très fine sur le bord postérieur. [Keystone – VALENTIN FLAURAUD]

Les insectes, les premiers à conquérir les cieux, ont développé des ailes aérodynamiques, plus épaisses sur le bord d’attaque et fines sur le bord de fuite, pour permettre à l’air de s’écouler de manière fluide et générer de la portance.

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Aujourd’hui, cinq siècles après l’œuvre de Léonard de Vinci, inventeur et artiste, le rêve scientifique de déchiffrer les secrets du vol des oiseaux est plus vivant que jamais.

Grâce à des techniques de prise de vue à très haute vitesse, à la modélisation numérique avancée et à la robotique, nous sommes capables de filmer les ailes en action au millième de seconde et de créer des modèles anatomiques numériques qui révèlent ce que Léonard de Vinci ne pouvait qu’imaginer. Nous ne nous limitons plus à observer, nous mesurons, analysons et, finalement, imitons.

Qu’est-ce que la bio-inspiration?

La bio-inspiration, ou biomimétique, ne se limite pas à « copier la nature »: c’est une véritable ingénierie fonctionnelle de très haut niveau. C’est une manière de lire la nature comme un manuel de solutions conceptuelles testées et perfectionnées par des millions d’années d’évolution.

Prenons par exemple les corneilles: leurs plumes écartées en vol ne sont pas le fruit du hasard, mais une solution ingénieuse pour briser les tourbillons et réduire la consommation énergétique. Ou les chauves-souris qui, avec leurs ailes déformables, peuvent changer de courbure en temps réel, permettant des manœuvres agiles et une économie d’énergie considérable.

Un exemple surprenant de cette ingénierie naturelle nous vient des molosses du Brésil (Tadarida brasiliensis), des chauves-souris appartenant à la famille des Molossidés. Equipées d’émetteurs radio et suivies en vol par des avions, ces chauves-souris ont révélé une vitesse maximale dépassant les 160 kilomètres à l’heure, une donnée qui a laissé les scientifiques stupéfaits (162 km/h est le record de vol horizontal, record ravi au martinet noir ou Apus apus).

Une chauve-souris "molosse noire". [Bridgeman Images via AFP] Une chauve-souris « molosse noire ». [Bridgeman Images via AFP]

Cette capacité à atteindre des vitesses aussi élevées tout en maintenant agilité et précision est un trésor d’informations pour les ingénieurs aéronautiques. Lorsque ingénieurs et biologistes unissent leurs forces, les découvertes scientifiques se transforment en technologie révolutionnaire. Le vol change de forme: il devient plus efficace, plus élégant, et peut-être plus proche du rêve de Léonard de Vinci. Les technologies bio-inspirées améliorent l’efficacité énergétique et ouvrent de nouvelles possibilités pour les drones et les appareils légers.

Trouver des solutions en observant la nature

L’avancée des découvertes bio-inspirées pose également des questions concrètes et stimulantes: comment optimiser le rapport entre portance, résistance et consommation énergétique dans les nouveaux designs? Comment rendre le vol plus stable dans des conditions turbulentes, en répliquant la résilience des oiseaux dans les tempêtes? Et comment intégrer des capteurs et des algorithmes avancés qui permettent aux ailes de s’adapter en temps réel aux conditions environnementales changeantes, exactement comme le font les organismes vivants?

Un schéma d'aile dessiné par Léonard de Vinci. [Bridgeman Images via AFP] Un schéma d’aile dessiné par Léonard de Vinci. [Bridgeman Images via AFP]

La méthode, au fond, reste encore aujourd’hui celle de Léonard de Vinci: observer, analyser et expérimenter. C’est en suivant cette approche que nous pourrons continuer à transformer la biologie en technologie et la technologie en nouvelles et extraordinaires possibilités de vol. Le rêve de Léonard de Vinci de voler comme les oiseaux n’est plus seulement une aspiration, mais une réalité toujours plus proche, façonnée par l’évolution de la nature et par l’ingéniosité humaine.

Davide Conconi  (RSI)