STRUCTURE DE L'AILE D'OISEAU

 

Pour ce TPE, on a réalisé une expérience pratique au laboratoire scientifique de biologie. L’expérience consiste à dissectioner une aile d’oiseau pour analyser et comprendre son fonctionnement et sa structure interne.

Tout d’abord on va expliquer pas à pas les étapes du TP réalisé, pour après commenter en détail les phénomènes observés lors de l’expérience et ses explications. On vous présente à continuation le protocole expérimental.


Matériel :

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EXPLICATION DES OBSERVATIONS

LES OS:

On identifie dans l’objet dissectionnée les principaux os qui composent l’aile de l’oiseau, comme on le voit dans le document si dessous :

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1: Pouce  2: Doigt externe 3: Doigt médian 4:Troisième doigt  5 et 6:Métacarpiens 7 et 8: Carpiens 9:Radius 10:Cubitus 11:Humérus 12:Furcula 13:Scapulaire


Comme on l’a vu dans l’expérience, les os des oiseaux sont extrêmement légers mais à la fois très solides. Ces deux facteurs sont essentiels pour la réussite du vol car la structure osseuse de l’oiseau doit être légère pour favoriser la sustentation, mais à la fois résistante pour lutter contre les forts courants d’air qui risquent d’entourer ses ailes.

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La masse de la structure osseuse de ce pygargue ne représente qu’un 7% de sa masse totale !

De plus, comme on le voit ici, les os des oiseaux volants sont entièrement creux au niveau des ailes, comme on peut l’apprécier si dessous :

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Cependant, on observe une espèce de squelette interne à l’intérieur des os, similaire à des filaments visqueux : c’est le système trabéculaire.

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Grâce à cette vue au microscope, on observe ces cloisons qui renforcent l’os, qui ne sacrifie pas la résistance par la légèreté.

L’os est tout de même rempli de sacs d’air entre les trabécules du système, qui donnent une très bonne flexibilité.       

 

Ce type d’os si caractéristique est souvent nommé « os pneumatique ».

Application dans le monde aérospatial :

 

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Les avions, eux aussi, ont une structure interne d’aile très similaire au système trabéculaire des oiseaux. Cet intérieur semi-creux favorise donc la légèreté et la solidité que l’on espère de ce genre de structures volantes.

 

Revenant au monde animal, il est impossible de comprendre le fonctionnement du vol de l’oiseau sans une étude approfondie d’un des éléments les plus originaux de la nature : la plume.

 

LES PLUMES:

Chef d’œuvre de l’ingénierie naturelle, les plumes sont une des caractéristiques communes le plus évidentes et visibles au monde des aves. Longues ou courtes, larges ou étroites, leur diversité en formes, couleurs et fonctions sont donc dignes d’une interprétation développée qui aura lieu tout au long de cette partie ; c’est la structure externe des oiseaux.                                                                                                                                                                                                                                                                               

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Tout comme les poils, les ongles, les écailles ou les sabots, les plumes appartiennent à la production des phanères, complexes constitués principalement de kératine.         

 La plume comporte donc une axe appelé rachis supportant deux lames latérales, les vexilles, composées par des barbes. Tout en bas de la plume, ces dernières sont indépendantes les unes par rapport aux autres mais au fur et à mesure qu’on s’élève du calamus, on peut observer qu’elles sont liées grâce aux barbules.

 

 

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Les plumes peuvent avoir des rôles très différents, ainsi que favoriser le camouflage (voir caprimulgidé dessous)  ou aider à la reproduction, mais leur rôle principal est celui de faire voler les oiseaux.

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Il existent plusieurs types de plumes qui possèdent des rôles différents, mais nous allons nous fixer sur les pennes, plumes jouant un rôle vital dans les vol.

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On observe deux grands types de plumes dans le groupe des pennes : les rémiges et les rectrices.

Les rémiges sont les plumes le plus longues et se situent au bord des ailes. La majorité des oiseaux actuels en comptent de 9 à 11. Ces plumes sont pointues et participent de façon directe à la forme générale de l’aile. Selon le choix de l’animal et ses techniques de vol, elles peuvent être contrôlées pour le choix d’une direction.

Le rectrices sont fixées sur la queue ainsi que les tectrices sont chargées en gros de recouvrir le corps de l’animal, évitant être désordonnées pour un vol pauvre en turbulences.

Au contraire que les avions, Les plumes constituant les ailes d'un oiseau en vol, modifient en permanence le profil des ailes. La conséquence en est que la couche limite reste « collée », faisant « glisser » le vent relatif à la portance sans faire de traînée excessive. La puissance requise pour le vol en translation est donc relativement faible.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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Date de dernière mise à jour : 22/02/2012

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