Une collaboration unique entre les zoologistes de l'Université de la Colombie-Britannique (UBC) et l'expert en aviation de l'Université de Toronto, le professeur Philippe Lavoie, fournit de nouvelles informations sur la façon dont les goélands configurent la forme de leurs ailes, appelée morphing des ailes, pour stabiliser leur vol. Les résultats pourraient être utilisés pour concevoir des véhicules volants plus efficaces, y compris les drones planeurs pour l'agriculture ou la surveillance environnementale.

Bien que la capacité d'un oiseau planeur à stabiliser sa trajectoire de vol soit aussi critique que sa capacité à produire de la portance, relativement peu d'études quantitatives sur la stabilité en vol des oiseaux ont été réalisées. C'est ce qui a amené les chercheurs de l'UBC Christina Harvey, Vikram Baliga et le professeur Doug Altshuler au laboratoire de soufflerie de Lavoie à l'Institut d'études aérospatiales de l'Université de Toronto (UTIAS).

Les chercheurs ont mesuré la portance et la traînée sur 12 formes d'ailes différentes, tous avec des angles de coude et d'épaule légèrement différents. Ils ont déterminé qu'avec un simple ajustement des articulations du coude d'un goéland - soit pour étendre ses ailes vers l'extérieur ou vers l'intérieur - les goélands sont capables de passer à travers une large gamme de formes d'ailes pour stabiliser la glisse. En planant, les ailes sont complètement déployées et ont une forme plus arrondie, ce qui augmente leur stabilité. Au décollage ou à l'atterrissage, ils sont plus rentrés et ont une forme plus plate.

"Si vous pouvez changer la forme des ailes, vous pouvez créer des configurations plus stables avec une traînée plus faible lorsque vous voulez plus d'endurance, " dit Lavoie. " Les goélands peuvent utiliser les courants ascendants pour augmenter l'altitude afin qu'ils n'aient pas à battre des ailes autant pour économiser de l'énergie. Mais s'ils ont besoin de faire des manœuvres rapides, comme plonger pour attraper du poisson, ils peuvent changer la forme de l'aile dans ce but particulier."

L'étude de la façon dont les goélands utilisent la forme des ailes pour voler sur de longues distances et contrôler leur vol est particulièrement intéressante pour Lavoie en raison du potentiel d'éclairer la conception des futurs avions, y compris les véhicules aériens sans pilote (UAV) à voilure fixe, également connu sous le nom de drones.

"L'avantage du morphing est que vous n'avez pas besoin de surfaces de contrôle encombrantes pendant le vol et qu'il permet de profiter plus facilement de la récupération d'énergie grâce au soaring, " dit Lavoie. Il imagine des drones à voilure fixe qui pourraient côtoyer des courants ascendants thermiques alors qu'ils scannent les pipelines à la recherche de défauts, rechercher des signes de sécheresse ou de maladie des cultures dans les grandes exploitations, ou surveiller les déplacements des troupeaux de caribous. Les drones à voilure fixe peuvent également être utilisés pour suivre l'étendue et l'évolution des incendies de forêt.

"L'idée de la recherche bio-inspirée est d'essayer de comprendre comment la nature le fait, étant donné qu'il a eu des millions d'années pour s'adapter à certaines conditions, " dit Lavoie. " Une fois qu'on fait ça, nous pouvons voir s'il y a des éléments que nous pouvons extraire pour nos propres conceptions."

Les chercheurs ont également souligné les avantages et l'importance de la recherche interdisciplinaire.

« Ce fut une belle expérience de travailler avec le professeur Lavoie, dont l'expérience et les connaissances étaient une partie indispensable du projet. Mener les recherches à la soufflerie de l'UTIAS a été un élément clé du travail, " a déclaré Harvey. "Je suis impatient de continuer à combiner les outils d'ingénierie et l'expertise avec des questions biologiques afin que nous puissions mieux comprendre le vol aviaire. "

"C'était un projet très amusant, c'est toujours agréable d'avoir ces différentes opportunités qui viennent d'un autre domaine, " ajoute Lavoie. "Ça garde les choses au frais, et vous fait penser aux problèmes sous un angle différent."