Les requins-taupes bleus ont été appelés les « guépards de l'océan, " capable de nager à des vitesses estimées à 70 ou 80 miles par heure. Pour étudier comment les animaux réalisent cet exploit impressionnant, l'ingénieur aéronautique Amy Lang de l'Université de l'Alabama et ses collègues ont testé de vrais échantillons de peau de requin mako, prélevé dans la région du flanc de l'animal, dans des expériences en tunnel d'eau.

Le travail sera décrit cette semaine lors de la réunion de mars 2019 de l'American Physical Society à Boston. Lang participera à une conférence de presse lors de la réunion décrivant le travail. Les informations permettant de se connecter pour regarder et poser des questions à distance sont incluses à la fin de ce communiqué de presse.

Lang et ses collègues se sont particulièrement intéressés à l'effet d'écailles flexibles d'environ 0,2 millimètre situées à des endroits particuliers sur le corps du requin, comme sur le flanc et les nageoires. Les écailles peuvent fléchir à des angles supérieurs à 40 degrés par rapport au corps, mais uniquement dans le sens du flux inverse. En d'autres termes, si vous deviez passer votre main sur le requin du nez à la queue, la peau serait lisse; dans l'autre sens, il serait rugueux comme du papier de verre. La résistance à votre main est aussi une résistance à l'écoulement de l'eau. "Il empêche le flux de s'inverser près de la peau, ce qui conduirait autrement à ce que nous appelons la séparation des flux, " dit Lang.

La séparation des flux est la source de traînée la plus influente sur un aéronef, appelé traînée de pression. "C'est la traînée que vous ressentez si vous mettez votre main par la fenêtre de votre voiture verticalement par rapport au flux d'air, " dit Lang, un ingénieur spécialisé dans la dynamique des fluides expérimentale.

Sur le devant de ta main, il y a une haute pression qui repousse. Et sur le dos de ta main, il y a une faible pression qui pousse vers l'avant. La somme des forces de pression produit une force nette de traînée. Il en est de même à chaque fois qu'un flux se sépare, même sur un corps lisse comme un requin ou une balle de golf, elle a dit.

« Les fossettes sur une balle de golf sont un exemple de contrôle de séparation qui réduit la traînée de pression en maintenant le flux attaché autour de la balle et en réduisant la taille du sillage. Vous pouvez frapper une balle de golf avec des fossettes 30 % plus loin que si la même balle était lisse , " dit Lang.

En utilisant une technique appelée vélocimétrie numérique par image de particules pour produire des mesures détaillées de la vitesse d'écoulement de l'eau sur et autour de la peau, Lang et son équipe ont découvert que la séparation des flux était en effet contrôlée par une capacité de « broyage passif » de la géométrie de surface microscopique des écailles du requin.

"Nous avons mis en place une expérience dans le tunnel avec une quantité mesurée de séparation de flux induite sur une surface lisse. Ensuite, nous avons remplacé la surface lisse par de la peau de requin et requantifié la séparation de flux, " expliqua Lang. " Dans tous les cas avec la peau du flanc, nous avons vu la taille de la région d'écoulement séparée réduite de manière significative par la présence de la peau."

L'oeuvre, qui a été financé en partie par Boeing et l'armée américaine, pourrait conduire à de nouvelles conceptions pour réduire la traînée sur les avions et les hélicoptères, augmentant leur agilité. "Le potentiel pour une surface artificielle d'utiliser ce mécanisme entièrement passif même dans l'air est très excitant, " dit Lang.