Vol de l'insecte - Définition
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Introduction
Les insectes sont les seuls parmi les invertébrés à pouvoir réellement voler. Les araignées, ainsi que de nombreux autres petits organismes, peuvent se laisser emporter par le vent, mais ils n'ont pas d'ailes et ne peuvent pas diriger leur mouvement. La possibilité de voler a été importante pour la dispersion des insectes. Cette faculté leur permet d'échapper à leurs prédateurs, de s'accoupler plus facilement, d'atteindre de nouveaux biotopes et de nouvelles réserves alimentaires où il pourront déposer leur progéniture.
Seuls les insectes au stade final d'imago (ou accessoirement de subimago chez les éphémères) sont capables de voler. Aucune larve d'insecte ne possède cette faculté.
De même, tous les insectes, même s'ils sont ailés ne volent pas forcément. Certains répugnent simplement à prendre l'envol alors que d'autres en sont incapables.
Au cours des 350 derniers millions d'années, les insectes ont développé des aptitudes au vol remarquables et techniquement originales, supérieures en bien des points à celles inventées par les hommes. Même les connaissances les plus récentes en aérodynamique, sur le vol battu ou sur les ailes flexibles, ne sont pas encore en mesure d'expliquer toutes les performances des insectes.
L'étude du vol des insectes a des applications technologiques, comme celle des micro-drones.
Évolution et adaptation
Il y a 350 millions d'années, à l'époque du Carbonifère, alors que la Terre ne comptait que deux supercontinents, les insectes se sont à un moment mis à voler. Les tout premiers “aviateurs” de l'histoire de la Terre ressemblaient aux libellules, possédaient deux paires d'ailes auxquelles les muscles du vol étaient directement rattachés, et étaient incapables de replier leur ailes sur leur abdomen.
La plupart des insectes actuels, qui descendent de ces premiers insectes volants, ont simplifié leur anatomie en réduisant à une le nombre de paires d'ailes ou en faisant fonctionner leur deux paires comme une seule, et en utilisant un système d'attachement indirect des muscles du vol. La sélection naturelle a affiné les ailes, leur système de contrôle et leur système sensoriel, et tout ce qui affecte l'aérodynamique ou la cinématique.
Un trait particulier de l'aile de l'insecte est sa torsion (son "calage"). La plupart des ailes d'insectes présentent une torsion, comme les pales des hélices, avec un angle d'attaque plus grand à la base qu'à l'extrémité. Cette torsion est de l'ordre de 10 à 20 degrés. De plus, les surfaces alaires ne sont pas nécessairement plates ou lisses : la plupart des plus gros insectes ont la membrane des ailes distordue avec des angles entre les nervures disposés de telle sorte que la section en coupe de l'aile est approximativement profilée comme celle d'un avion. Ainsi, la forme de base de l'aile est déjà capable de générer une certaine portance même à l'état stationnaire.
La plupart des insectes contrôlent leur ailes en ajustant l'angle d'attaque, la rigidité, et la fréquence de battement à l'aide de petits muscles situés dans le thorax.
Certains insectes ont développé des caractéristiques alaires désavantageuses pour le vol mais pouvant servir à d'autre fonctions, par exemple pour l'accouplement ou pour la protection.
D'autres insectes, en occupant des niches écologiques spécialisées, ont eu besoin d'acquérir des capacités incroyables à manœuvrer, pour accéder à la nourriture dans des espaces très exigus, pour échapper à des prédateurs plus grands qu'eux, ou au contraire, en tant que prédateurs, pour capturer leurs proies. La manœuvrabilité, d'un point de vue aérodynamique, est permise par d'importantes forces de portance et de poussée : les insectes volants produisent généralement des forces de portance atteignant jusqu'à trois fois leur poids et des forces de poussée horizontales atteignant jusqu'à cinq fois leur poids.
Il existe deux grands types différents de mécanismes de vol des insectes. Chaque type a ses propres avantages et désavantages. Le fait que les odonates aient un mécanisme de vol plus primitif ne fait pas d'eux de mauvais voiliers ; ils sont même, dans une certaine mesure, plus agiles que n'importe quoi qui ait évolué par la suite.
