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Renforcements dans les os des ailes aviaires : Expériences, analyse et modélisation

Presque toutes les espèces d’oiseaux modernes sont capables de voler ; la compétence mécanique de leurs ailes et la rigidité de leur système squelettique ont évolué pour permettre cet exploit exceptionnel. L’un des exemples les plus intéressants d’adaptation structurelle chez les oiseaux est la structure interne des os de leurs ailes. Chez les oiseaux volants, les os doivent être suffisamment solides et rigides pour résister aux forces exercées pendant le décollage, le vol et l’atterrissage, avec un minimum de poids. La morphologie de la section transversale et la présence de structures de renforcement (entretoises et crêtes) dans les os des ailes des oiseaux varient d’une espèce à l’autre, en fonction de la façon dont les ailes sont utilisées. Il est démontré que la morphologie et les caractéristiques internes augmentent la résistance à la flexion et à la torsion avec une pénalité de poids minimale. Des prototypes d’entretoises de renforcement fabriquées par impression 3D ont été testés en compression diamétrale et en torsion pour valider le concept. En compression, l’ovalisation a diminué grâce à l’insertion des entretoises, tandis qu’elles n’ont eu aucun effet sur la résistance à la torsion. Un modèle élastique d’un anneau circulaire renforcé par des entretoises horizontales et verticales est développé pour expliquer la réponse de raidissement en compression de l’anneau causée par des entretoises orientées différemment.