Le vol (Exposé – SVT – Collège/Lycée)

« les insectes les plus primitifs ont quatre ailes, en général encombrantes car ne pouvant se replier vers l'arrière.

Elles sont articulées et les puissants muscles du thorax les font se mouvoir.

les articulations, permettant des mouvements très complexes, autorisent un vol à la fois puissant et aisé.

les grosses lift/Iules poursuivent en vol leurs proies et sont capables d'accéléra tions foudroyantes , de change­ments de cap quasiment instantanés et de voler tout en maîtri sant une proie remuante.

les espèces les plus évoluées replient les ailes vers l'arrière et ont cherché des solutions pour augmenter la coordination des ailes, gage d'efficac ité.

la plupart , comme les orthoptères (criquets et sauterelles ), les coléoptères (cocci nelles et han net o ns), ou les seule paire.

l'autre est transformée en étui de protection chez les deux premiers groupes, et en minuscule massette servant à stabiliser le vol chez les diptères.

le s hyménoptères, comme les abeilles, ont préféré une solution plus originale :le couplage des ailes deux à deux par un système de crochets.

C'est une solution en partie adoptée par les papillons.

Malgré leur petite taille , certains insectes ont des capacités étonnantes de vol.

Le criquet migrateur peut traverser l'Atlantique d'est en ouest, et le papillon monarque d'ouest en est.

Régulièrement d'autres papillons, comme la belle-dame (Vanessa cardui) ou des sphinx, partent du nord de l'Afr ique pour coloniser l'Europe , dépassant parfois le cercle polaire.

Les sphinx sont des as de la voltige.

Outre leur capacité à parcourir de longues distances, ils sont capables de butiner les fleur s en vol.

le vol sur place , et même en arrière, leur est possible .

la décomposition du vol des insectes est difficile, car leurs mouvements sont très complexes .

Vu de côté , le bout de l'aile battant de bas en haut et de haut en bas ne décrit pas un segment de droite , comme on pourrait s'y attendre, mais un 8.

Et la fréquence des battements atteint des sommets .

la plupart des insectes inférieurs, des papillons et des coléoptères, battent des ailes de 5 à 50 fois par seconde.

Ces battements sont commandés par des influx nerveux venant du cerveau.

les abeilles, avec 200 battements par seconde, ou certains moucherons, avec plus de 1 000, doivent utiliser des mouvements réflexes et non plus des mouvements volontaires pour entretenir la cadence du vol.

Il est vrai que dans ces groupes, les muscles ne sont pas directement attachés aux ailes, mais au thorax .

C'est la déformation du thorax qui fait battre les ailes.

Les oiseaux, aux morphologies très variées , possèdent des caractéristiques communes permettant le vol : squelette creux et très léger ; sternum (os plat situé en avant de la cage thoracique ) renforcé par une crête , le bréchet , qui constitue un point d'appui solide aux muscles des ailes ; corps couvert de plumes , à la fois très légères et résistantes, qui conservent la chaleur du corps, protègent de la pluie et d'autres agressions extérieures tout en fournissant aux ailes une surface portante considérable et à la queue un gouvernail très précis pour guider la trajectoire .

la forme et la longueur des ailes sont également très diverses.

Il n'y a rien de comparable entre l'aile courte et large du macareux moine (Fratercula arctica ) et celle longue et effilée de l 'albatros.

C'est pourquoi chez les différentes espèces, les performances , en termes de vitesse, de maniabilité , de souplesse, en vol plané comme en vol porté ou ramé , sont si diverses.

Mais ces ailes partagent le même mode de fonctionnement : elles battent de façon synchrone, d'une manière régulière , prenant appui sur l'air pour soulever l'oisea u et fonctionn ant comme une rame pour le propul ser en avant , d'où le terme de vol ramé ou battu .

Au cours du vol de déplacement , chez les moineaux par exemple, les ailes battent avec une amplitude relativement faible.

Quand elles sont au plus haut , elles ne se rejoignent pas mais forment un V.

Puis elles descendent à l'horizontale , avant de se plier sous le corps.

Durant cette phase, le corps de l'oiseau s'élève légèrement, et il est propulsé en avant.

Puis l'oiseau garde ses ailes plus ou moins pliées dans son mouvement pour les remonter , avant de les étendre à leur extension maximale.

Dans cette phase , elles ne servent pas à la propulsion et l'oiseau avance sur la vitesse acquise, son corps redescendant parfois nettement.

C'est pourquoi le vol de certaines espèces, notamment les petits passereaux , peut apparaître ondulé .

Au cours du décollage, l'effo rt au niveau musculaire est plus intense, les déformations de l'aile plus importantes et l'amplitude des mouvements plus grande.

Les ailes peuvent remonter presque à la verticale, et se toucher sous le corps, ce qui est le cas chez les pigeons .

Mais alors les battements vers le bas comme ceux vers le haut propulsent l'oiseau et lui permettent de s'arracher du sol et de prendre une altitude suffisante pour passer au vol de déplacement , bien moins fatigant.

Si les pigeons sont capables d'effectuer des vols de plus d'un millier de kilomètres d'une seule traite, ils refusent de décoller plus de 7 ou 8 fois à la suite lors d'expérience s sur le vol.

lis ont besoin d'une période de repos pour reconstituer leurs forces .

Le groupe des oiseaux-mou ches, spécialisé dans le butinage des fleurs, représente une exception remarquable à ce schéma.

Leur aile est rigide, l'articulation entre le bras et l'avant­ bras n'étant plus fonctionnelle.

Par contre, la musculature est beaucoup plus importante et l'aile développe autant de puissance en montant qu'en s'abaissant.

En fait, elle fonctionne un peu comme celle d'un insecte, d'où le nom de vol vibré donné par les ornithologues.

Les oiseaux-mouches, comme certains insectes, sont en effet capables d'accé lérations foudroyantes, de changements de direction quasiment instantanés , de voler sur place ou à reculons , capacités très utiles à ces butineurs de fleurs .

Les sphinx , papillons aux mœurs semblables, ont un type de vol quasiment identique : la fréquence des battements d'ailes est chez eux de 50 à 70 par seconde, pour 22 à 80 battements par seconde chez les oiseaux-mouches.

différent de celui des oiseaux, l'architecture de leur s ailes n'étant pas identique mais comparable.

La surface de l'aile, n'est pas constituée par les plumes, mati ère morte et donc insensible aux pertes de chaleur, comme chez les oiseaux, mais au contraire par de la peau, tissu vivant et irrigué.

Leurs ailes sont donc plus fragiles que celles des oiseaux, qui sont régulièrement remise s à neuf par la mue, remplacement des vieilles plumes par des nouvelles .

D ' autre part , engendrant une grande perte de chaleur quand le temps est froid, elles obligent les chauves -souris à hiverner dans les régions tempérées ou froides .

En fait, elles supportent mal la compétition avec les oiseaux.

Leur réussite certaine, puisqu 'elles représentent un quart des mammifères , s'explique par la spécialisation dans le vol de nuit grâce à leur système de sonar.

Très peu d'oiseaux se sont spécialisés dans cette niche écologique.

L'ART DE DECOLLER ET D'ATTERRIR • Le moment le plus délicat du vol est certainement le décollage .

Si le vol est aisé, une fois une certaine vitesse et une certaine altitude acquises, il faut arriver à s'arracher du sol dans les meilleures conditions.

Cela demande souvent beaucoup d'énergie , comme nous l'avons vu avec l'exemple du pigeon.

Les solutions utilisées sont diverses .

La plus fréquente, employée par la majorité des oiseaux, est un battement d'ailes particulier, produisant la force nécessa ire au décollage et à l'acquisition de la vitesse de croisière en un temps relativement bref .

Les insectes au vol puissant, comme les abeilles, les mouches , les libellule s, les papillons , sont capables de s'arracher de leur support ou du sol de quelques battements d'ailes.

Des techniques plus marginales sont parfois néce ssaires.

La plus simple est l'utilisation de la pesanteur.

Beaucoup , comme la punaise verte ou la coccinell e , se placent sur un point haut avant d'ouvrir les ailes et de sauter dans le vide.

Leur corps chute légèrement avant que le battement des ailes à plein régime ne leur permette de prendre de l'altitude ou de garder une trajectoire horizontale .

criquets , sautent avec leurs puissan tes pattes arrière avant de déployer leurs ailes et de continuer leur vol.

Certains oiseaux utilisent aussi la pesanteur en se laissant tomber d 'un point haut.

Ce sont en général de bons planeurs , encombrés par de longue s ailes quand ils sont à terre.

Ainsi les frégates et les albatros se lancent du haut des falaises côtières , et les martinets des parois rocheuses ou des façades des bâtiments .

D 'autres sont obligés d'acquérir une certaine vitesse grâce à leurs pattes , en courant, avant de décoller : certains vautours, les cygnes , les gros canards sont coutumiers du fait.

La plupart des autres espèces s'envolent sur place, comme nous l'avo ns v u , mais en s'aidant souvent au départ d 'un saut des pattes qui fléchis sent puis se détendent en même temps que les ailes se mettent à battre .

• l'atterr issage est également un moment qui peut s'avérer délicat.

Parmi les insectes, ceux qui ont du mal à décoller rencontrent souvent les même s problèmes quand ils se posent.

grosses punaises et coléoptères en particulier.

D'autres , com me les papillons , les mouch es ou les abeilles, peuvent se poser dans n'importe quelle position, même tête en bas.

Leur contrôle du vol est si précis qu'ils ont une vitesse quasiment nulle quand leurs pattes touchent le support .

Les oiseaux utilisent leurs pattes exactement comme un train d'atterrissage .

Alors que durant le vol elles sont généralement rabattues en arrière du corps pour ne pas gêner la pénétration dans l'air, l'oisea u bascule son corps vers l'arrière et tend les patte s vers l'avan t au moment de toucher le sol.

Puis il les laisse progressivement fléchir pour absorber la brusque décélérati on : elles fonctionnent comme des amortisseurs.

Les oiseaux qui se perchent utilisent aussi une autre méthode .

Ils freinent leur vol jusqu'à faire presque du sur­ place, pour se laisser descendre de quelque s coups d'ail es sur leur perchoir .

Cana rd s, plongeons et autres nageurs de surface utilisent la technique de l'hydravion .

Ils se posent sur l'eau.

le choc de la décélération est absorbé par la poitrine qui glisse sur l'élément liquide dans un jaillissement d'eau .. »