Un peu de tenue!

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Ce cormoran du Cap (Phalacrocorax capensis) cherchait à ajuster son approche au nid, demandant un effort certain à ses plumes…

Pour bien travailler, il faut de bons outils. Voyez comme les plumes de ce cormoran du Cap encaissent des forces mécaniques intenses, alors qu’il ralentissait à l’approche du nid!

La plume doit résoudre une vrai quadrature du cercle : elle doit être assez solide pour ne pas se briser, tout en restant légère, avoir une forme et une structure convenable, et bien s’agencer avec ses voisines au sein du plumage. Pour cette raison, les oiseaux passent beaucoup de temps à se lisser les plumes, avec le bec et/ou les pattes: un oiseau mal coiffé ne peut pas vivre convenablement.

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Séance de toilettage chez ces Grands cormorans (Phalacrocorax carbo), près de la Rochelle

Si vous trouvez des plumes de vol telles que les « rémiges » de l’aile, « rectrices » de la queue, ou encore certaines « couvertures » de l’aile (pour mieux vous repérer parmi ces plumes allez voir le schéma ici), vous remarquerez leur rigidité comparée aux plumes du corps (les « tectrices »). La rigidité augmente d’ailleurs depuis l’intérieur vers l’extérieur de l’aile. On peut le deviner sur la première photo: les rémiges primaires (externes, les plus éloignées du corps du cormoran) sont bien moins ébouriffées que les rémiges secondaires, plus internes.

Justement, revenons sur ces plumes ébouriffées, ou non. A première vue, on serait tenté de n’y voir que l’effet du vent et des forces aérodynamiques, qui viendrait désorganiser le plumage un peu au hasard, comme si le cormoran faisait bêtement face à un ventilateur. Il y a en fait une vraie histoire d’adaptation ici. Si vous avez déjà observé les ailes d’un avion à l’atterrissage, vous aurez remarqué que celles-ci sont munies de volets. Certains s’abaissent, tandis que d’autres se relèvent, comme ces rémiges secondaires. Les volets qui se relèvent contribuent au freinage, en offrant davantage de résistance à l’écoulement de l’air. Les volets qui s’abaissent, quant à eux, permettent de rester en vol sans chuter malgré la perte de vitesse qu’entraîne le freinage (le « décrochage »). Ils augmentent en effet la force qui soutient l’aile, la portance.

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Gros plan sur l’aile gauche du cormoran de la 1e photo. Les plumes les plus externes de l’aile, les rémiges primaires, sont raides et ne s’ébouriffent pas. Les plumes plus internes, les rémiges secondaires, s’ébouriffent de part et d’autre de l’aile.

Revenons à nos cormorans. Sur l’aile, les plumes se positionnent exactement comme les volets des ailes d’avions ! Les rémiges internes assurent le même rôle que les volets en s’ébouriffant vers le haut pour le freinage, et vers le bas pour augmenter la portance. Alors ici, vraisemblablement l’oiseau ne « tire » pas ses plumes vers le bas ou le haut de manière active comme le ferait un pilote d’avion : il s’agit plus probablement du simple effet de l’implantation des plumes et des turbulences dans l’air. En effet ces plumes semblent plus ébouriffées que redressées. Mais sur le principe, ce ne serait pas impossible !

Les plumes ne sont en effet pas implantées dans l’aile d’un oiseau comme les piquets d’une tente dans la terre. A leur base, elles sont reliées à des muscles et des nerfs qui permettent un certain contrôle de leur mouvement, et donc du vol. Un peu comme vos poils peuvent se hérisser quand il fait froid, les oiseaux peuvent ajuster l’orientation de leurs plumes.

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Viser son nid sur la falaise n’est pas une mince affaire, surtout lorsqu’il y a du vent ! Cela s’accompagne souvent de vocalises, qui sait si ce ne sont pas des cris de soulagement !  Il s’agit ici d’une colonie de cormorans du Cap, au Cap de Bonne Espérance.

Ce contrôle musculaire est flagrant avec les plumes de la queue sur la photo de cormoran ci-dessus: elles sont toutes en éventail, et relevées pour ne pas être entraînées dans le flux d’air. Il y a donc une faible portance à l’arrière du cormoran: il garde le postérieur en bas et donc n’atterrira pas la tête la première sur la corniche ! Inversement, chez ces fous de Bassan ci-dessous, au décollage, la queue est déployée et abaissée. Le fou qui s’est envolé avec peu d’élan avait probablement besoin de se maintenir dans une posture horizontale: la queue abaissée augmente sa portance à l’arrière et il évite ainsi d’avoir l’arrière train affaissé.

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La queue est typiquement étalée et abaissée au décollage chez les fous de Bassan (ici une colonie écossaise).

Continuons la comparaison entre l’aile de notre Cormoran et l’aile d’un avion. Chez l’avion, le bout des ailes est dépourvu de volets. Chez le cormoran, les rémiges externes restent relativement planes : pas de volets non plus ! Le bout de l’aile est en effet beaucoup moins efficace pour la portance, parce que se forment à cet endroit des tourbillons d’air très turbulents.

Comment limiter ces turbulences en bout d’aile ? L’aile du cormoran nous dévoile l’astuce de nombreux oiseaux. Vous remarquerez que les rémiges primaires les plus externes sont légèrement arquées vers le haut pendant le vol. Le fait de relever ainsi le bout des ailes permet de réduire les effets de ces tourbillons, et donc de voler en dépensant moins d’énergie. Cela a inspiré les winglets au bout des ailes de nombreux avions. Vous pouvez également l’observer sur cet ibis en train de planer sur la photo ci-dessous.

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De nombreux oiseaux, comme cet ibis falcinelle, relèvent leur(s) rémige(s) externe(s) lorsqu’ils planent, pour limiter les turbulences en bout d’aile.

Avec tout ce qu’elles subissent, les plumes finissent par s’user : les oiseaux sont forcés d’opérer des mues régulières de leur plumage. La mue varie selon les espèces, mais souvent le plumage entier est renouvelé tous les ans. Un bon nombre d’oiseaux font même 2 mues par an ! Cela représente à chaque fois une dépense d’énergie très importante (il faut de quoi faire repousser les nouvelles), et parfois une immobilisation forcée, le temps que le nouveau plumage soit en place…

C’est bien beau de pouvoir voler, mais on ne se rend pas forcément toujours compte des efforts que cela implique ! Notons au passage que les oiseaux n’ont pas besoin de kérosène pour cela: ils ont encore beaucoup à nous apprendre !


Un grand merci à Damien pour ses éclairages sur l’aérodynamique et les avions!

 


 

2 Comments

Piouaille says:

Très bon article, bien documenté et très pédagogique. Le prof de SVT que je suis s’inspirerait bien de ce qui est dit dans l’article pour une séance interdisciplinaire avec mes collègues de Physique.
Continuez comme ça, je reviendrai (c’était ma première fois…)


Julien C says:

Merci beaucoup! En tout cas en tant qu’élève j’aurais adoré aborder ce genre de sujets!
Si besoin, notre contenu est sous licence libre, vous pouvez le réutiliser/modifier comme bon vous semble, en échange d’une simple mention!
A bientôt sur le Saule!


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