Africa-Press – Côte d’Ivoire. Les chouettes sont des oiseaux particulièrement discrets, elles sont capables de voler de manière très silencieuse. Cette exception est enfin comprise. Dans une étude publiée dans la revue Bioinspirations and Biomimetics, une équipe de chercheurs japonais a réussi à expliquer les phénomènes en jeu dans le vol particulièrement silencieux des chouettes.
Des franges sur les ailes
Les chouettes ont la particularité de présenter sur le bord arrière de leurs ailes des franges. Ces filaments, placés en formes de peigne, seraient la source de la discrétion de leur vol. Mais la façon dont cela permet de réduire le bruit du vol n’était jusque-là pas connue.
Une équipe de chercheurs de l’université de Chiba (Japon) a donc cherché à expliquer ce phénomène. Pour ce faire, ils ont utilisé des simulations hydrodynamiques et deux modèles 3D. Ces modélisations reprennent la géométrie globale d’une aile de chouette, à la différence que pour l’une d’entre elles, le bord arrière est modélisé par une sorte de peigne afin de représenter les franges.
Leurs simulations ont été faites avec une vitesse d’écoulement de l’air similaire à celle qu’à une chouette lors d’une approche vers une proie. Ils ont également étudié plusieurs angles d’attaque (angle entre l’écoulement initial et le plan de l’aile) afin d’avoir la plus grande précision sur l’effet que peuvent avoir les franges.
Moins de bruit, même performance
Les résultats de leur simulation sont clairs: la présence des franges ne modifie que très peu les performances de vol. Ces performances se quantifient par deux nombres: le coefficient de portée et le coefficient de traînée. Ces coefficients diffèrent d’environ 1% entre le modèle avec et sans les franges.
Les franges ne changent donc pas les performances de vol, mais qu’en est-il du bruit produit ? Pour répondre à cette question, les chercheurs ont rentré les données de simulations dans une équation reliant l’écoulement de l’air au niveau d’un objet solide au son perçu à grande distance (c’est-à-dire à une distance où l’écoulement n’est plus affecté par l’objet).
Cette équation, dite de Ffowcs Williams-Hawkings, leur a permis de montrer que la présence de franges diminue le niveau sonore produit par l’aile. Cette diminution est d’autant plus importante que l’angle d’attaque est grand, jusqu’à –6,5 dB.
Moins de turbulences
Pour comprendre la raison de cette diminution, les chercheurs ont étudié de plus près le mouvement de l’air sur l’aile. Ils ont pu remarquer différentes sources à l’atténuation du bruit.
Dans un premier temps, les franges diminuent les tourbillons sur le bord de l’aile. Ces turbulences sont source de bruits et donc en les baissant, le bruit en est diminué. Ils ont aussi remarqué que l’écoulement de la pointe de l’aile interagissait moins avec celui du milieu de l’aile, ce qui a pour effet d’atténuer les turbulences de la pointe de l’aile.
Selon les chercheurs, cette découverte peut encourager à s’inspirer de franges de l’animal. Ce principe pourrait être appliqué à la conception de pales de drones ou de turbines et ainsi réduire le bruit qu’ils produisent.
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