Depuis le mythe d'Icare, acquérir des ailes et s'envoler vers le soleil, l'homme n'a cessé d'admirer l'extraordinaire liberté et la maîtrise dont jouit l'oiseau dans l'espace. Même à notre époque, malgré l'apparition des machines volantes,l'emerveillement demeure, et, qu'il soit aigle ou moineau, l'oiseau est toujours la plus parfaite des créatures ailées
L’oiseau est un vertébré, et fonde une très grande famille puisque on recense plus de 9000 espèces différentes dans cette catégorie d’animaux.
Le squelette:
Le squelette d'un oiseau est similaire à celui d'un homme puisque les composants de ce dernier se retrouve aussi chez l'oiseau: nez,yeux,... en effet, le squelette est celui d'un vertébré c'est à dire que l'on distingue une symétrie bilatérale dans l'organisme, un circuit respiratoire fermé et un système nerveux dorsal. le squelette d'un oiseau a cependant subit quelques modifications ainsi que le reste de son organisme: comme le montre la photo ci-dessous, certaines parties sont plus développées que d'autres afin de résister au forces qui s'exercent lors des battements d'aile (sternum, cage thoracique, et colonne vertébrale).Par ailleurs, les os des oiseaux sont vides mais renforcés afin de limiter au maximum le poids de l'oiseau lors de son vol .
Ci-dessous une coupe d’os d’oiseau présentant l’absence de moelle osseuses et la présence des cloisons renforçant l’os .
Le bec de l'oiseau:
Il est très différent selon les espèces, et la fonction qui leur est attribuée: déchirer de la chair, saisir des poissons,dénicher des vers, ouvrir des fruits, fouiller la vase, aspirer le nectar, creuser le bois...
Les pattes de l'oiseau:
Les doigts des membres postérieurs peuvent être courts (martinets) ou très longs. Les griffes qui les terminent sont particulièrement allongées, robustes et recourbées chez les grands rapaces (la plus grande griffe de la harpie atteint 64 mm de long) ou au contraire aplaties comme des ongles (grèbes). Normalement, ce sont les deuxième, troisième et quatrième doigts qui sont tournés vers l'avant et le premier (pouce) en arrière, mais les Pics ont les premier et quatrième en avant et les deux autres en arrière. De nombreux oiseaux ont les doigts reliés par une peau (palmure), dont la surface est plus ou moins importante (oiseaux marins principalement). Si le bec trahit le régime de l'oiseau, la forme des pattes renseigne sur son genre de vie. Les Oiseaux qui explorent l'eau peu profonde ont des pattes très allongées (flamants, hérons). Les espèces au genre de vie aérien (hirondelles, colibris) ont des pattes extrêmement courtes, ainsi que celles qui grimpent sur les arbres Quand à l'appareil respiratoire, digestif , génital, musculaire, ou encore nerveux, nous ne traiterons pas ces parties puisque nos TPE se concentrent principalement sur l'extérieur de l'oiseau pour plus d'informations, nous vous conseillons un très bon site:http://www.oiseaux.net/ qui vous permettra d'approfondir vos recherches sur cet animal à l'organisme très particulier.
Les ailes de l'oiseau:
Ses ailes sont dotées de muscles très développés (pectoraux, et supra coracoïdes) pour permettre leur battement. Les plumes des ailes sont appelées rémiges, ces plumes sont plus longues que les autres plumes du corps de l’oiseau.
On distingue deux sortes de rémiges :
- les rémiges primaires : qui servent pour la poussée
- Les rémiges secondaires : servent à perfectionner la qualité de la portance.
Lors du vol plané, les allules (ensemble de petites plumes qui agissent lorsque l’oiseau est en perte de vitesse ou quand il y a trop de turbulences pour que l’air s’écoule normalement sur l’extrados. Lorsqu’elles agissent, elles se dressent et forment ainsi une fente entre elles et l’aile. L’air s’y engouffre et, en raison du peu d’air pouvant passer dans la fente, l'écoulement de l’air redevient normal.). Le vol plané est utilisé lorsque l’oiseau est fatigué : il déploie alors ses ailes et utilise les courants d’air ascendants pour rester en l’air. Ce vol est surtout utiliser par les rapaces pour repérer leurs proies.Lors du vol battu, les plumes se resserrent quand les ailes s'abaissent pour laisser passer le moins d'air possible tandis que lorsqu'ils remontent, les plumes s'écartent légèrement afin de laisser pénétrer l'air. Lors de ce vol, le corps de l’animal prend une forme fuselée qui améliore l’aérodynamisme et limite ainsi les dépenses d’énergie de l’oiseau.Les ailes et la queue sont appelées rectrices et sont indispensable pour le vol puisqu'elles assurent la stabilité, les virages et gouvernent tout le vol voulu par l'oiseau.
Shéma montrant la répartition des différentes plumes de l'aile d'un oiseau, avec dans l'ordre en bas de gauche à droites les rémiges tertiaires, secondaires et primaires
Le vol:
Selon les oiseaux (tous très différents les uns des autres), leurs types d'ailes est énormément lié a leur modes de vie.
Comme les avions de combat, les faucons ont des ailes étroites, en forme de flèche, qui leur assurent une performance exceptionnelle en plein vol. De grandes ailes et une longue queue leur donnent une puissance d'accélération et une agilité remarquables. Les grands oiseaux de proie comme les vautours et les aigles planent dans les courants pour économiser leur énergie. Ainsi, ils n'ont pas besoin d'actionner leurs ailes, longues et larges, pour leur assurer une force de propulsion optimale. En revanche, les colibris, qui battent des ailes à un rythme effréné, dépensent énormément d'énergie. Le colibri sacrifie la vitesse et la portée au bénéfice de la précision. Le canard par exemple vole droit devant et rythme le battement de ses ailes afin de maintenir sa vitesse. Le vautour se sert des courants atmosphériques pour se propulser en spirale ascendante.
On distingue 3 types principaux de vols :
- le vol sur place (colibri, faucon, crécerelle ...)
- le vol battu (canards ...)
- le vol plané ( mouettes, goélands , rapaces et autres oiseaux de grande taille).
L'avion:
Un peu d'histoire:
De nombreux chercheurs, surtout vers la fin du XIXe siècle, pensaient que la seule façon de voler ne pouvait être obtenue que en copiant au plus près le vol naturel des différents animaux (oiseaux, chauves-souris, papillons).
Bien des modèles réduits furent essayés, avec plus ou moins de succès, mais ils permirent en comparant leurs performances à celles des animaux, de se faire une opinion sur les paramètres essentiels conditionnant le vol. La réussite du vol avec les appareils que nous possédons de nos jours est surtout due au grand succès des avancées et des recherches de différents grands aviateurs ayant conquis l'histoire du ciel: C. Ader, Farman, les frères Wright, Charles A Lindbergh, Blériot, Roland Garros, Léonard de Vinci, et bien d'autres encore.
L'avion description:
Voici le shéma d'un avion banal du type avion de ligne présentant les différentes parties principales de l'avion nécessaires au vol:
Avion de ligne: appareil de transport aérien plus lourd que l'air, comportant des ailes et des moteurs.
Dérive: dispositif empêchant un avion de dériver.
Gouvernail de direction: appareil servant à donner la direction à l'avion.
Queue: partie arrière du fuselage allant en diminuant.
Stabilisateur: dispositif qui corrige automatiquement les erreurs et les écarts et qui assure la stabilité de l'avion.
Gouvernail de profondeur: dispositif servant à régler la hauteur de l'avion.
Compartiment passagers: section où les usagers du transport aérien voyagent.
Réservoir de carburant: contenant où est gardé le carburant en réserve.
Aileron: pièce mobile placée à l'arrière de l'aile de l'avion qui, commandée par le manche à balai, permet à l'avion de virer.
Feu de signalisation: lumière de gabarit.
Aileron compensateur: pièce auxiliaire mobile placée à l'arrière de l'aile de l'avion qui lui permet de virer.
Volet d'atterrissage: pièce mobile placée à l'arrière de l'aile de l'avion qui permet de modifier les conditions de vol.
Soute à bagages: compartiment où l'on range les bagages.
Nez: partie antérieure de l'avion.
Cabine de pilotage: cubicule réservé au maniement de l'avion.
Hublot: petite fenêtre ronde et étanche.
Turboréacteur: moteur de turbine à gaz qui fonctionne par réaction directe dans l'atmosphère.
Aile: chacun des deux plans latéraux d'un avion qui servent à le maintenir en équilibre.
Le contrôle d'un avion se fait grâce à des parties mobiles au niveau des ailes et de la queue; ailerons, volets, aérofreins, gouvernes de direction, gouvernes de profondeur, assurent la stabilité d'un avion en vol et permettent de la diriger.L'avion en vol évolue selon 3 axes:
- l'axe de tangage, selon lequel le nez de l'avion, mû par l'air, pointe vers le bas, le pilote corrige alors cet effet à l'aide du manche, ce qui abaisse ou relève les gouvernes de profondeur et remet l'appareil en vol horizontal.
- l'axe de roulis, selon lequel les bouts d'aile se déplacent en haut puis en bas, s'inclinent d'une aile sur l'autre, les ailerons, placés sur le bord arrière/bord de fuite du bout des ailes contrôlent l'inclinaison de l'appareil, le pilote le corrige en poussant le manche à gauche ou à droite.
- l'axe de lacet, lorsqu'un avion zigzague, le nez pointe vers la droite ou vers la gauche, la dérive de direction permet de corriger cet effet en maintenant l'avion en vol rectiligne.
Étant plus lourd que l'air, les avions utilisent les moteurs qui leur donnent la puissance nécessaire; les ailes assurent la sustentation, force dirigée vers le haut appelée portance et s'opposant au poids de l'appareil. Le vol d'un avion est soumis à 4 forces et dépend de l'équilibre de celles-ci: 
Ces quatre forces agissent deux par deux. La portance s'oppose au poids. D'autre part, la poussée s'oppose à la trainée.On admet que les quatre forces en vol s'exercent en n point unique appelé centre de gravité de l'avion
- la poussée, grâce à laquelle l'avion progresse dans l'air. Dans un avion à réaction, l'air s'échappant des tuyères le propulse en avant. Pour les avion à hélices, actionnées par une turbine (turbopropulseur), les pales frappent l'air avec un faible angle d'attaque et produisent la poussée (traction). Un appareil plus gros ou plus lourd, un avion à forte traînée ou faible portance exigent des moteurs plus puissants. La poussée effectuée par le réacteurs en repoussant l'air vers la queue de l'appareil et par conséquent l'air pousse l'avion vers l'avant a cause de la loi de l'action et de la réaction;Donc, la poussée sert a propulser l'avion dans les airs. A une même altitude si la poussée augmente alors l'avion va prendre de la vitesse car la force de la traînée est inférieur a celle ci, et inversement si la traînée augmente, dans ce cas l' avion va reprendre un vol stabilisé et a une vitesse relativement contante. La vitesse ascensionnelle maximum n'est pas liée à la portance, mais à la quantité d'énergie fournie en plus de celle nécessaire au maintien du vol
en regardant ci dessous vous pouvez voir l' avion qui envoie violammant vers le bas une grade quantité d'air "le jet"celui ci laboure les nuage sur son passage .
Comme vous pouvez le voir sur cette photo ci dessous "l'air autour de l'aile est équivalente à un tourbillon",elle donc "induite"
Lorsque le tourbillon ne rencontre plus de surface qui le guide dans le sens de l’écoulement, il se replie en bout d’aile sous l’effet du vent relatif. Cette partie du tourbillon est appelé « tourbillon marginal ».Ce dernier vient frapper l’aile par le dessus. Ainsi, chaque tranche d’aile est soumise à un lux vertical venant du haut. Ce flux additionnel s’ajoute à l’écoulement amont et l’oriente légèrement vers le bas.
- la traînée qui s'oppose à la poussée, correspond à la résistance de l'air, plus il est volumineux ou plus sa vitesse est importante , plus grande est la force qui s'oppose à lui. Les avions ont une surface unie et une forme conçue pour réduire la traînée. Celle-ci dépend de la forme des ailes et du fuselage, et les meilleurs avions sont ceux qui possèdent la plus grande finesse
le poids de l'avion, des passagers et de leur bagages, du fret et du carburant est la force orientée vers le bas qui s'oppose à la portance. Le poids est la force exercée par notre planète sur tout corps qui se trouvent près d'elle. Cette force entraîne un phénomène de pesanteur, ce qui explique que les corps sont attirés vers le centre de la Terre. En réalité, lorsqu'un avion manoeuvre, il subit des variations de son facteur de charge qui modifient la charge supportée par les ailes. L'angle d' incidence doit être réglé pour assuré l'équilibre entre portance et poids pendant les manoeuvres. - La portance : force ascendante crée par la différence de pression de l’air sur l’intrados et sur l’extrados. (voir parti 2)
- Le poids : dû à l’attraction terrestre.L'avion est attiré vers le sol
Points communs:
Comme les oiseaux, la forme générale des avions est adaptée aux compétences requises (ex : un avion de chasse de type F16 est très différent d’un A380, comme le sont un colibri et un albatros). Pendant le vol, les ailes adaptent également différents profils suivant les phases de vol (décollage, croisière, atterrissage) : les avions utilisent les volets, directement inspiré des oiseaux. Mais la flexibilité des oiseaux est tout de même plus importante.
de plus les forces qui s'exerce sur un oiseau, un avion, mais également un planeur ou un hélicoptère son toujours les même c'est le poids, la traînée, la portance et enfin la poussée
on peut remarqué ici que l'oiseau et l'avion produisent tout les deux des tourbillons voici c'est une expérience ou on lance des fumigènes pour faire apparaître les vortex (tourbillons) d'un avion L’importance de l’air autour de l’aile est équivalente à un tourbillon, et qu’elle est donc »induite », curieusement, par la portance. En effet, chaque fois qu’il y a portance, il y a nécessairement tourbillon autour du profil.
Nous avons étudié la structure des avions et l’anatomie des oiseaux. Nous avons remarquer quelque similitude entre eux :
Tout d’abord leur structure :
la structure extérieureest à la fois fine et résistante.
les cloisons se ressemblent
La forme du nez de l’avion et le bout du bec de l’oiseau est aussi fine et « pointue ».
