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En quoi l'Homme s'inspire t-il de la nature pour concevoir un avion ?

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Aperçu du corrigé : En quoi l'Homme s'inspire t-il de la nature pour concevoir un avion ?



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Publié le : 27/9/2017 -Format: Document en format HTML protégé

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En quoi l'Homme s'inspire t-il de la nature pour concevoir un avion ?
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TPE

Présentation

PROBLÉMATIQUE : En quoi l\'Homme s\'inspire t-il de la nature pour concevoir un avion ?

Introduction

I. Le biomimétisme :

1) Qu\'est ce que le biomimétisme ?

2) Son histoire.

3) Quelques exemples de biomimétisme.

II. L\'oiseau et ses techniques de vol  :

1) L\'anatomie de l\'oiseau.

2) Les différents types de vol de l\'oiseau.

3) les 3 principes liés au vol.



III. L\'avion

1) L\'histoire de l\'aviation.

2) Structure de l\'avion.

3) Les efforts aérodynamiques





IV. Comparaison des deux systèmes de vol



1)Des ressemblance physiques et interne

2) Leur comportements en vol

3) Les forces

Conclusion 

Bibliographie

Introduction.

Depuis toujours l\'Homme tente d\'imiter la nature, afin de créé ses propres objet, et cela continue toujours aujourd’hui dans de nombreux domaines. Pour notre part nous nous sommes centré sur l\'exemple de l\'oiseau et de l\'avion.

Dès l\'antiquité, on retrouve cette volonté de savoir volé comme un oiseau. Afin d\'échapper aux tyrans Minos, Dédale fabrique des ailes semblable à celles des oiseaux à partir de plumes et d\'ailes.Dédale met en garde son fils, lui interdisant de s\'approcher trop près du soleil. Mais enthousiasmé par cette nouvelle liberté il oublie l\'interdiction et prenant trop d\'altitude : la cire fond progressivement, ses ailes finissent par se retirer et il meurt. Par la suite, c\'est Léonarde de Vinci qui se trouve être le premier, qui après voir étudier le vol des oiseaux, s\'en est inspiré pour construire différents appareil de vol. Ces appareils n\'ont jamais réussi à voler à cause de leur poids, mais l\'Homme n\'est pas resté sur cette échec et a réussi à progresser au fil du temps. Ces progrès sont dû à des observations sur les animaux comme l\'oiseau et la chauve-souris. Au cous de temps, l\'Homme a découvert les moyens nécessaires au vol en étudiant sérieusement les moyens de la nature employé par ces animaux. Il adapta par la suite ces découvertes à la machine qui lui a permis d\'atteindre son rêve.

C\'est pour comprendre comment nous sommes arrivés à la situation actuelle que nous nous demandons :

En quoi l\'Homme s\'inspire-t-il de la nature pour concevoir un avion ?

I. Le biomimétisme :

1) Qu\'est ce que le biomimétisme ?

Le bio mimétisme est une pratique scientifique qui s’inspire de la nature pour les besoins de l’homme dans son quotidien et faire avancer la science. Le biomimétisme est une approche globale donc prometteuse de découvertes. C’est-à-dire que le sujet est émergent ce qui signifie qu’il n’est pas tout à fait aboutit et que nous pouvons encore l’améliorer pour le rendre meilleur. Tout ceci est tourné vers la recherche et les domaines techniques ; médicaux ; industriels et de la bio économie (ce sont plusieurs théories et pratiques : approche économique des comportements biologique ; gestion des ressources halieutiques commerciale). Le biomimétisme a été définit en 1997, c’est créé pour mettre en place des biens et des services de manière durable, et il apparaît comme une démarche structurée et reproductible ce qui va consiste à étudier les modèles de la nature et à reproduire les propriétés essentielles.

Son histoire.

Cette science est déjà connu depuis longtemps mais on ne l\'a pas considérée en tant que telle depuis son apparition.

Le terme biomimétisme apparaît dans les années 80 mais il est plus popularisé grâce à Janine BERYUS, une américaine, c\'est une biologiste naturaliste et écrivaine. Cette femme est une scientifique très connus chez elle, car c’est elle qui est à l’origine du mot  biomimétisme au milieu du XXe siècle. En 1997, son ouvrage est sorti qui s’intitule « Innovation inspired by nature » dans cette ouvrage elle propose de nous montrer et de nous décrypter les différents secrets que la nature nous cache ce qui va aider l’homme pour s’y inspirer et le reproduire pour leurs besoins. Le mot « biomimétisme » en grec ancien signifie « vie », « imitation », il est entré dans la langue dans les années 90.

Au IV e siècle av. J-C, Aristote, lui, examinait l’adhérence du gecko (reptile).

Nous avons, Léonard De Vinci ,philosophe et scientifique de la Renaissance , a été le vrai premier chercheur biomimétisme. Il a étudié le vol des oiseaux et s\'en est inspiré pour construire un moyen de transport qu’il a appelé un « ornithoptère ».

Depuis les années 50, le bio mimétisme n’a cessé de progresser de façon constante et c’est un des principaux enjeux de la recherche actuelle.

L’intérêt aujourd’hui n’est plus seulement scientifique et écologique mais il est aussi économique.

Le biomimétisme du XXe siècle est plus important pour l’écologie à cause de la pollution etc. Au jour d’aujourd’hui, on prend conscience des excès passé pour ne pas les reproduire. Vers le 1er et le 2 juillet, un salon du bio mimétisme et des innovations inspirés du vivant, en France ouvre ces portes à Senlis.



3) Quelques exemples de bio mimétisme.

Nous avons beaucoup d’exemples dans lesquels le biomimétisme est présent, je vais donc vous en présenter quelques uns :

-Nous avons également un exemple historique, dont vous ignorez sûrement qu\'il s\'agit d\'une invention venant du biomimétisme. La structure intérieur du fémur humain va inspiré Gustave Eiffel de concevoir la très connue Tour Eiffel. Le fémur a un treillage de minuscules saillies osseuse et c’est de ça que s’est aidé Gustave Eiffel car la TOUR Eiffel est constitué de courbes métalliques ce qui forme un treillage de barres et d’attaches



-Un exemple médicale ; de la trompe du moustique à une aiguille médicale indolore. C\'est deux sociétés japonaise qui ont eu l\'idée de concevoir des aiguilles en forme conique, comme la trompe du moustique et non plus cylindrique. Ces aiguilles ont vu le jour en 2005 et sont vendus en beaucoup d\'exemplaires.



Pour finir,il s\'agit du TGV japonais, nommé Shinkansen , est inspiré du martin-pécheur . Ce TGV a été conçu pour diminuer le problème de bruit que font les TGV car plus un train va vite plus il fait de bruit et également lorsqu\'il traverse un tunnel car l\'air du tunnel se trouve brutalement comprimé puis relaché. Le martin-pêcheur, possède un bec très long et pointu ce qui lui permet de rentrer dans l’eau sans émettre à la surface de l’eau des turbulences. Donc ce TGV a également un grand bec pointu et long qui va atténuer le débit sonore quand ce train va passer dans un tunnel. C\'est Eiji NAKATSU un ingénieur ferroviaire qui à repensé la forme du TGV.



II. Le vol de l\'oiseau et ses techniques :

1) L\'anatomie de l\'oiseau.

Le corps de l’oiseau a été conçu pour voler, il est dit aérodynamique.

Les ailes de l’oiseau sont légère, solide et très flexible. Il existe 4 types d’ailes : l’aile elliptique, l’aile à grande vitesse, l’aile à grand allongement et l’aile large munie d’interstices.Les ailes des oiseaux sont constituées comme un ensemble de plumes. On en distingue deux grands types au niveau des ailes : les rémiges et les tectrices.





1. Régimes primaires

2. Tectrices (couverture primaire)

4. Régimes secondaires

5. Tectrices (grande couverture)

6 . Tectrices (couverture médiane)

7. Tectrices (petite couverture)

8. Régimes tertiaire

9. Plume scapulaire Tectrices



















Les régimes sont les plumes qui sont directement accroché aux os des ailes, elles permettent à l\'oiseau de voler. Elles sont solides et flexibles. Il existe trois type de régimes au niveau d’une aile d’oiseau :

- régime primaire : grandes plumes longues du bout des ailes fixées sur les phalanges. Ce sont les plumes sur lesquelles s’exercent les principales poussées au cous du vol.

-régime secondaire : plume...




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