Ornithoptère

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Ornithoptère
image illustrative de l’article Ornithoptère
Monument de 1932 de l'Aéro-Club de France, à Alberto Santos-Dumont (1873-1932) représenté en Icare, pour commémorer ses nombreuses expérimentations de pionnier de l'aviation.

Premier vol Antiquité grecque (selon la légende de la mythologie grecque)
Dimensions

Un ornithoptère est un aéronef dont la sustentation est assurée par des battements d'ailes suivant le principe bionique du vol des oiseaux.

Étymologie[modifier | modifier le code]

Le nom vient du grec « Ornithos » (ορνιθος, « oiseau ») et « Ptéron » (πτερον, veut dire « aile »).

Historique[modifier | modifier le code]

L’homme-oiseau de l'antiquité[modifier | modifier le code]

Selon la légende de la mythologie grecque, l'architecte Dédale a fabriqué des ailes semblables à celles des oiseaux (ou des dieux grecques Niké, Éros, Cupidon, Antéros, Némésis, Thanatos, des Sirènes, ou de Pégase...) avec de la cire et des plumes, pour lui est son fils Icare, pour pouvoir s’échapper du Labyrinthe du Minotaure qu'il a construit, et ou le roi de Crète Minos les a enfermé pour trahison (Icare, grisé par le vol et l’altitude, oublie l'interdit de son père de s'approcher trop près du soleil. La chaleur fait fondre la cire de ses ailes, et il meurt noyer dans la mer Icarienne, baptisée depuis de son nom).

Bellérophon parvient à dompter le cheval ailé Pégase, pour pouvoir voler, mais Zeus le fait définitivement chuter à terre, lorsqu'il entreprend d’atteindre le mont Olympe des dieux grecques, et transforme le cheval ailé en constellation d'étoiles Pégase (constellation).

L’homme-oiseau du Moyen Âge[modifier | modifier le code]

Au Moyen Âge, certains, fascinés par le rêve d'Icare de voler comme un oiseau, s’essayèrent au vol ailé. Archytas de Tarente (-428-347), venant d'Italie, inventa une colombe mécanique qu’il ne parvint jamais à soulever du sol. Roger Bacon (1214-1294) écrivit que l'homme pourrait voler avec une machine battant des ailes, qu'il appela « ornithoptère ».

Ornithoptères de la Renaissance (XVe siècle)[modifier | modifier le code]

Au XVe siècle, Léonard de Vinci étudie plusieurs moyens de voler, dont sa célèbre Vis aérienne (Léonard de Vinci), et des machines pour copier le vole des oiseaux. Ayant constaté que les bras humains étaient trop faibles pour voler, il fabrique des machines pouvant battre des ailes, constituée d'une planche, de deux grandes ailes, de leviers pour manœuvrer, de pédales et d'un système de poulies. Toutefois, sa recherche s'arrêta aux croquis. La machine, d'ailleurs, avait peu de chances de voler car les matériaux disponibles à l'époque étaient peu adaptés et son engin aurait pesé 300 kilogrammes ; le premier avion ayant traversé la Manche avec succès n'en pesait que 90.

Même si le vol des oiseaux était plus complexe qu'il ne l'avait imaginé, son invention était cependant très proche de la réalité. D'ailleurs, en 1920, M. Passat[Qui ?] reconstitua sa machine.

Francesco Lana de Terzi développa en 1663 l'idée d'un vaisseau plus léger que l'air. Ce vaisseau, qui n'a jamais été construit, comportait un mât central auquel était attachée une voile. Le vaisseau devait être dirigé comme un bateau. Quatre autres mâts étaient surmontés de sphères en feuilles de cuivre très fines, chacune ayant un diamètre de 7,5 mètres et une masse de 180 kg. Francesco calcula que la masse d'air contenue dans les sphères serait de 290 kg, et avait donc prévu qu'en y faisant le vide, il les rendrait plus légères que l'air. Le vaisseau pourrait, dans ces conditions, transporter six personnes. La fabrication de si fines feuilles de cuivre était à cette époque impossible, et la pression de l'air environnant aurait déformé les sphères. L'idée de Francesco de Lana n'a donc jamais été testée. De plus, il était conscient qu'un tel véhicule pouvait être utilisé comme arme de guerre pour attaquer les villes depuis les airs.

En 1678, un serrurier français nommé Besnier tenta de voler avec des ailes palmées comme les pattes d'un canard.

Lourenço de Gusmão fut surnommé péjorativement « le Planeur » et son invention, divulguée en Europe par des dessins fantaisistes, qui généralement la présentaient comme un bateau en forme d’oiseau, fut connue sous le nom de Passarola (« Grand oiseau »).

La révolution industrielle[modifier | modifier le code]

Plaque commémorative du premier vol plané humain réalisé par le Général André Guillaume Resnier de Goué en 1801 à Angoulême.

En 1801 le Générale de l'Armée napoléonienne André Guillaume Resnier de Goué parcourt 300 m en vol planeur, en s'élançant du haut des remparts d'Angoulême (en ne se cassant qu'une jambe à l'arrivée).

William Henson et John Stringfellow, en 1842, reprenant les travaux d'un chercheur, firent voler un modèle réduit d'aéroplane à vapeur. L'aéroplane est l'ancêtre de l'avion au XIXe siècle, mot inventé en 1855 par Joseph Pline. Néanmoins les moteurs nécessaires pour faire décoller des appareils à taille réelle étaient beaucoup trop lourds et leur projet s'avéra donc irréalisable.

Dans les années 1890 l'allemand Otto Lilienthal construisit un planeur ornithoptère de sept mètres d'envergure, avec des ailes formées d'une ossature en bois recouverte de toile et un stabilisateur arrière ; le pilote était attaché au centre par les aisselles et ses jambes étaient dans le vide, ce qui lui permettait de se poser sur le sol. Plus tard, il projeta de munir ses ailes d'un moteur mais se tua lors d'un essai.

Les progrès vont donc d'abord passer par les planeurs et par l'étude de l'aérodynamisme. Les premiers ornithoptères sans homme ont été construits en France par Gustave Trouvé en 1870, qui inventa une machine volante pouvant se déplacer sur une distance de 70 mètres. En 1871, Alphonse Pénaud fit voler un léger ornithoptère à moteur « caoutchouc », de même que dans ces mêmes années Jobert, Abel Hureau de Villeneuve (en), Victor Tatin (en)[1]. J.-C. Pompéien-Piraud expérimenta l'ornithoptère à vapeur.

Dans les années 1890 l'inventeur français Clément Ader (1841-1925) conçoit avec un succès très modeste, une série d'avions bioniques aérodynes motorisés (vole d'un appareil autopropulsé plus lourd que l'air) inspirés du vol des chauve-souris, pour l'armée français (Éole (avion), Ader Avion II, et Ader Avion III).

Dans les années 1890, Lawrence Hargrave construisit plusieurs ornithoptères alimentés par de la vapeur d'eau ou de l'air comprimé, avec de plus petites ailes permettant une plus grande poussée, car plus rapides.

A partir des années 1900 des débuts de l'histoire de l'automobile et de l'histoire de l'aviation, des constructeur automobile et constructeur aéronautique, prennent pour mascottes symboliques de bouchon de radiateur, des hommes-oiseaux à la légende d'Icare, dont le célèbre Spirit of Ecstasy Rolls Royce, « Winged B » Bentley, « Goddess of Speed » Automobiles Packard, Alberto Santos-Dumont Icare Farman-Avions Farman d'Henri Farman, Auburn, Isotta Fraschini...

En 1930, Alexander Lippisch et d'autres chercheurs introduisent un moteur à combustion interne à pistons.

Ornithoptère contemporains[modifier | modifier le code]

Aujourd'hui, la technique et les matériaux permettent de construire et faire voler des modèles réduits, même de mini drones de quelques grammes.

En 2005, Yves Rousseau a reçu le Diplôme Paul Tissandier, délivré par la Fédération aéronautique internationale (FAI) pour ses contributions dans le domaine de l'aviation. Yves Rousseau fit sa première tentative de vol battu musculaire en 1995. Le 20 avril 2006, à sa 212e tentative, il a réussi à voler sur une distance de 64 mètres, observé par des officiels, membres de l'Aéro-Club de France. Malheureusement, lors de la 213e tentative de vol, sur un malentendu, un remorquage trop rapide a conduit à une rupture de l'aile, ce qui a gravement blessé le pilote et l'a rendu paraplégique.

L'ingénieur américain Paul McCready a également développé un ornithoptère de 5,5 mètres avec un système de pilotage automatique et un système neuromusculaire.

L'ornithoptère n'a jamais été un franc succès, car il comporte beaucoup de défauts. Dans de nombreux pays, des groupes de chercheurs travaillent dans l'espoir de faire voler un humain par le battement des ailes, soit par son propre système (recherche) soit avec l'aide d'un moteur.

Le rêve est devenu réalité le 8 juillet 2006 pour l'équipe du Professeur émérite James DeLaurier à Downsview Park à Toronto. Équipé d'un moteur de 24 chevaux et d'un booster turbo, l'ornithoptère a volé pendant 14 secondes à une vitesse moyenne de 88 km/h, sur un peu plus de 300 mètres. « C'était un vol assisté ; personne ne peut le nier », admet DeLaurier. « L'engin a reçu l'aide du booster mais la plus grande partie de la poussée a été assurée par le battement des ailes ». Le Professeur travaille sur ce système depuis 1986 et espère bien avoir suffisamment convaincu grâce à cette démonstration pour assurer le financement de son projet.

Le 2 août 2010, l'université de Toronto a réussi à faire voler pendant 19,3 secondes le Snowbird (ornithoptère à propulsion humaine).

Ce vol n'a pas été homologué par la FAI car il ne satisfait pas au code sportif en la matière[2].

On a aussi des mini-drones libellules, tels le FlyTech Dragonfly (en) développé depuis 2002[3] par Sean Frawley et Dan Getz (basé sur un kit d'ornithoptère à moteur à élastique conçu par Nathan Chronister et fabriqué par The Ornithopter Zone) et commercialisé en 2007 par WowWee (en)[4] pour 40 à 50 $ sous forme de jouet volant radiocommandé à 4 ailes battantes (env. 50 cm d'envergure pour 500 g), gadget de l'année 2007[5].

Encore plus petits, et équipés d'une caméra avec transmission vidéo, conçus par des chercheurs de l'Université de Delft (Pays-Bas), nous avons le DelFly (en)[6] (28 cm, 16 g, possibilité de décollage vertical), le record de miniaturisation (avec caméra vidéo) homologué par le Guinness en 2009[7] étant pour le DelFly Micro (2008, 10 cm, 3,07 g), et même (6 cm, 920 mg) pour le plus petit qui seulement vole. Des études sont effectuées pour une certaine autonomie de vol, avec le DelFly Explorer (2013, 28 cm, 20 g) conçu pour explorer un immeuble de façon semi-autonome grâce à une vision stéréoscopique inspirée de celle des insectes.

Le 17 février 2011, la DARPA a présenté un ornithoptère de la taille d'un colibri : le Nano Hummingbird (en), 16 cm d'envergure pour un poids de 19 g, équipé d'une petite caméra vidéo, pour des missions de surveillance et de reconnaissance, tenant l'air jusqu'à 11 minutes et volant jusqu'à une vitesse de 18 km/h. Il peut voler à l'extérieur, ou entrer par une ouverture pour explorer l'intérieur, en environnement urbain[8],[9],[10],[11],[12].

Dans les années 1970, la CIA a développé l'Insectothopter (en), de la taille d'une libellule et lui ressemblant, animé par un oscillateur fluidique miniature pour mouvoir les ailes vers le haut et le bas au bon rythme pour assurer la sustentation et le déplacement avec l'aide d'une éjection d'un peu de gaz par l'arrière, et un laser pour le guidage et la transmission de données, mais il n'a jamais été opérationnel car l'appareil était trop difficile à contrôler par vent de travers[13],[14].

Un ornithoptère de la taille d'un insecte est actuellement[Quand ?] utilisé de manière expérimentale comme espion militaire, pour sa faible détectabilité[réf. nécessaire].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. Chanute, Octave. 1894. Progress in Flying machines, online, at Mississippi State Univ.
  2. Lettre de la FAI
  3. Winerman, Lea (2002). Teen Biz Flies High, Science World, Sep 27, 2002
  4. (en) Michel Marriott, « If Leonardo Had Made Toys », The New York Times,‎ (lire en ligne)
  5. (en) « Gadget of the Year: FlyTech Dragonfly », Time,‎ (lire en ligne)
  6. Nombreuses références dans en:DelFly
  7. http://www.guinnessworldrecords.com/records-7000/smallest-camera-plane/
  8. Artificial hummingbird developed Irish Independent. 2011-02-18.
  9. Nano Hummingbird. AeroVironment, Inc. 2011-02-16.
  10. AeroVironment Develops World’s First Fully Operational Life-Size Hummingbird-Like Unmanned Aircraft for DARPA. AeroVironment, Inc. 2011-02-16.
  11. It's a bird! It's a spy! It's both Los Angeles Times, 2011-02-17.
  12. Nano Air Vehicle Defense Sciences Office, DARPA. Retrieved: 2011-02-20.
  13. https://www.cia.gov/library/video-center/video-transcripts/insectothopter-the-bug-carrying-bug.html
  14. Shrader, Katherine: New Agency IARPA Develops Spy Tools, The Washington Post, May 31, 2007.

Voir aussi[modifier | modifier le code]

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Liens externes[modifier | modifier le code]