Introduction


Ce site est réalisé dans le cadre de notre TPE, dont la problématique est :

Dans quelle mesure la conception d'une aile d'avion est-elle fondée sur une étude de la nature ?

Notre choix s'est porté sur le thème de "l'Homme et la nature", qui permet une aproche originale de notre sujet : les ailes. Les matières dont dépend notre TPE sont la physique et les SVT.

L'oiseau, une source d'inspiration pour l'homme 

"Souvent, pour s'amuser, les hommes d'équipage
Prennent des albatros, vastes oiseaux des mers,
Qui suivent, indolents compagnons de voyage,
Le navire glissant sur les gouffres amers."

 Chacun sait le sort qui attend l'albatros : le "prince des nuées" sera raillé et humilié par les hommes.

Si Beaudelaire a choisi l'albatros, c'est qu'en vol celui-ci incarne la perfection du poète dans son art. L'homme ne peut que rire à ses dépends et envier sa capacité à accéder à un domaine jusqu'alors inaccessible : les airs.

Mais au-delà de l'analyse littéraire, l'albatros -et donc l'oiseau- représente un modèle pour l'homme, une source d'inspiration inépuisable pouvant prendre différents aspects : artistiques, bien sûr, mais aussi scientifiques.

Car avec les avancées technologiques du 19ème siècle, de nouvelles voies se sont ouvertes à l'homme dans sa conquête des airs. Le vol n'apparaît plus aussi inaccessible, et de grands inventeurs se tournent vers l'oiseau pour concevoir les premiers appareils plus lourds que l'air volant, les avions (cf
historique).

L'observation des oiseaux a ainsi permis d'étudier la mécanique du vol, et d'en énoncer les premières propriétés. Elle met aussi en évidence le rôle essentiel de l'aile dans le vol (cf
propriétés physiques de l'aile).

De cette manière est apparu le principal instrument du vol mécanique, l'aile, directement inspirée par l'oiseau. Les ailes d'avion reprennent donc les principales caractéristiques des ailes d'oiseaux, en les adaptant néanmoins pour satisfaire aux contraintes technologiques (cf : Ailes d'avion et ailes d'oiseau : des structures semblables).

Mais l'homme n'est pas encore parvenu à égaler le degré de technicité des ailes d'oiseau, et celles-ci n'ont pas encore dévoilé tous leurs mystères. Des innovations importantes sont encore à venir, répondant à des exigences toujours plus précises. L'homme doit donc interpréter les solutions déjà présentes dans la nature pour concevoir le futur des ailes (cf
Ailes d'oiseaux : une source d'inspiration pour l'avenir).

Afin d'élaborer une réponse au problème posé en adéquation avec l'esprit du TPE, nous développerons deux axes de recherche, s'appuyant chacun sur des expériences :

  • Les ailes d'oiseau et d'avion ont une même fonction permettant la sustentation dans l'air. L'expérience réalisée est une étude des forces s'exerçant sur l'aile en soufflerie.
  • Les ailes d'oiseau et d'avion ont une structure similaire. L'expérience réalisée est une dissection d'aile d'oiseau.
Ces expériences permettent de mettre en évidence les caractères communs des deux ailes, et donc d'en déduire leurs liens de parenté : l'aile d'oiseau préfigure l'aile d'avion, et son étude a permis l'application concrète qu'est l'aile d'avion.

Frédéric Bérard, Edouard Findling
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