Bien que Léonard de Vinci (1452-1519) soit connu pour avoir étudié le vol des oiseaux, peu de gens se rendent compte qu'il a été le premier à documenter les manœuvres de vol, maintenant appelé envolée dynamique. Les oiseaux utilisent ces manœuvres pour extraire l'énergie du cisaillement du vent pour un vol soutenu. Un article récent publié dans Notes and Records explore la première description de Leonardo de l'envolée dynamique, qui est l'une de ses découvertes aérodynamiques majeures. Ceci est antérieur, de près de 400 ans, la première explication généralement acceptée de la physique de cette technique d'envol par Lord Rayleigh en 1883. Nous avons parlé à l'auteur, Professeur Dr Philip Richardson.

Comment vous êtes-vous intéressé à Léonard de Vinci ?

J'ai vu pour la première fois des albatros planant lors d'une croisière océanographique vers l'Atlantique Sud. Alors que nous quittions Cape Town et que le navire remontait droit au vent dans 15 nœuds de vent, J'ai vu un albatros hurleur venant de l'arrière nous rattraper puis voler parallèlement à notre navire. A aucun moment l'oiseau n'a battu des ailes. Je suis devenu curieux de savoir comment un oiseau pouvait s'envoler directement dans le vent comme ça. Finalement, j'ai découvert que l'albatros utilisait l'augmentation de la vitesse du vent combinée à la hauteur au-dessus de la surface de l'océan ou au cisaillement du vent dans ce qu'on appelle l'envolée dynamique. Je me demandais qui avait découvert le premier le vol à voile dynamique et s'était intéressé à ses débuts. Je savais que Léonard avait étudié les oiseaux planant dans le vent et avait décidé de lire ses cahiers pour voir ce qu'il avait découvert. Il s'avère qu'il avait esquissé et décrit la technique d'envolée dynamique des oiseaux terrestres il y a plus de 500 ans. La plupart des scientifiques pensent que Lord Rayleigh a été le premier à décrire comment un oiseau pouvait tirer de l'énergie du cisaillement du vent pour s'envoler, mais Léonard semble avoir fait cette découverte bien plus tôt.

Comment Léonard s'est-il intéressé à l'aviation ?

Leonardo a d'abord travaillé avec des modèles d'engins volants dans l'atelier d'Andrea del Verrocchio à Florence, comme décrit par Domenico Laurenza dans son livre "Leonardo on Flight". Divers engins comme des oiseaux géants et des dragons ailés qui "volaient" sur des câbles ont été créés afin d'étonner le public des productions théâtrales. Leonardo s'intéressait aussi aux oiseaux, étudier comment les oiseaux battaient des ailes, comment ils contrôlaient leur vol avec leurs ailes et leur queue, et comment ils ont pu planer dans le vent sans battre des ailes. Cela semble l'avoir amené à essayer de construire une machine volante à propulsion humaine avec des ailes battantes, que nous appelons maintenant un ornithoptère. Il a étudié la force des humains et a essayé de comprendre comment alimenter les ailes d'un ornithoptère en utilisant la force et l'effet de levier mécanique d'une personne. Il a également dessiné et conçu des planeurs. De nombreux modèles fonctionnels de ces appareils ont maintenant été construits et peuvent être vus dans les musées et les livres.

Léonard a observé des oiseaux en vol dans les collines près de Fiesole à l'extérieur de Florence, comme décrit dans son "Codex sur le vol des oiseaux" vers 1505. Ses croquis d'oiseaux en vol se trouvent dans plusieurs cahiers, où il a soigneusement décrit leurs schémas de vol. Après avoir réalisé à quel point il serait difficile pour un humain de propulser un ornithoptère, il semble se concentrer sur les détails des oiseaux planeurs pour découvrir comment ils volaient sans battre des ailes. Bien qu'il ait probablement voulu utiliser cette information pour propulser une machine volante, il n'y a aucune preuve qu'il a réussi à le faire. Le dernier cahier qu'il a commencé, "Manuscrit E" (vers 1513-1515), résume le mieux ses études sur le vol plané et montre clairement comment les oiseaux migrateurs utilisent le vent pour planer à longue distance.

Dans quelle mesure pensez-vous que les croquis de Léonard sur l'aviation ont influencé les premières machines d'aviation à succès ?

Leonardo était occupé par ses projets artistiques, ses nombreuses études scientifiques, et ses développements technologiques qu'il n'a jamais eu le temps d'organiser et de publier ses découvertes. Ses descriptions du vol des oiseaux et de l'aérodynamique sont restées dans ses carnets généralement inconnues de ceux qui développaient plus tard des machines volantes. Le Codex de Léonard « Sur le vol des oiseaux » a été publié en 1893 en France. Bien que plusieurs personnes expérimentaient les planeurs et le vol motorisé à cette époque, il n'est pas évident que les travaux de Léonard sur l'aérodynamique des oiseaux en vol aient jamais influencé ces personnes. Les frères Wright semblent avoir fait leurs propres recherches sur le vol et ne pas avoir été influencés par celles de Léonard. Ce n'est qu'assez récemment que les pilotes de planeurs radiocommandés se sont intéressés à l'utilisation du cisaillement du vent pour propulser leurs planeurs. Le vol extrêmement rapide de ces planeurs à plus de 500 miles par heure a récemment attiré l'attention des gens et a rendu public la puissance du vol à voile dynamique. Pratiquement toutes les références modernes à l'envolée dynamique mentionnent la description de Lord Rayleigh en 1883 et non l'œuvre de Léonard. C'est probablement parce que les traductions récentes des cahiers de Léonard omettent souvent ses esquisses d'envolée dynamique, et les historiens ignorent pour la plupart à quoi pourraient ressembler les schémas de vol dynamiques. Dans mon cas, je m'intéressais au vol plané depuis de nombreuses années, étudié le vol des albatros, et facilement reconnu que les croquis et les notes de Léonard décrivaient l'envolée dynamique. Afin de faire connaître la découverte de Léonard aux autres, j'ai décrit ses observations.

Y a-t-il d'autres domaines d'intérêt de Leonardo, que vous aimeriez approfondir ?

J'aimerais étudier les découvertes de Léonard sur le vol des oiseaux en revenant sur ses pas et en essayant d'observer et de dessiner les oiseaux qu'il a observés et dessinés. J'aimerais visiter Florence où il a travaillé plusieurs années, exploré les collines voisines de Fiesole, et regardé les oiseaux voler. Et bien sûr j'aimerais visiter Vinci près de son lieu de naissance, Milan où il a travaillé, et Rome où il a écrit son dernier carnet, qui comprend d'excellents croquis de vol plané dynamique et le décrit le mieux. Et bien sûr, j'aimerais visiter les différents musées et bibliothèques consacrés à Léonard et à son œuvre et approfondir ses découvertes remarquables.