LE PRINCE DES NUEES OLYMPIADES DE LA PHYSIQUE - 2013/2014 LYCEE CAMILLE GUERIN Loïc Mesdon Ian Duvergé Erwan Mesdon Clément Blaudeau Groupe 43 - [Le Prince des nuées] 2013-2014 Introduction Nous nous sommes interrogés lors de notre TPE de première sur les forces responsables du vol des avions. Afin de poursuivre cette étude en Terminale pour les olympiades de la physique, nous avons voulu orienter nos recherches sur le vol des planeurs. C'est ainsi que nous sommes tombés sur un modèle de planeur en balsa nomme l'albatros. Ce nom peint sur les ailes du planeur nous a au premier abord étonné. Est-ce bien raisonnable de comparer un planeur en balsa a un albatros ? Les albatros sont parmi les plus grands oiseaux. Ils peuvent parcourir plusieurs centaines de kilomètres par jour lorsqu'ils recherchent de la nourriture. Ils ont des ailes extrêmement longues et fines qui sont parmi les plus grandes jamais observées chez un oiseau. De telles ailes leur permettent de voler des heures sans battre des ailes, leur permettant d'économiser leur énergie. Notre planeur aurait-il de telles capacités de vol ? C'est ce que nous avons essayé de vérifier. Le Poète est semblable au prince des nuées Qui hante la tempête et se rit de l’archer ; Exilé sur le sol au milieu des huées, Ses ailes de géant l’empêchent de marcher. (Charles Baudelaire) Bonne lecture, et bon vent ! Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 2 Groupe 43 - [Le Prince des nuées] 2013-2014 Sommaire Introduction 2 I. Comparaison de l'albatros et du planeur 4 I.1. Première approche 4 I.2. Le planeur et l'albatros sont-ils dans le même régime d'écoulement ? 5 6 II. Étude des ailes du planeur II.1. Première approche de la portance et de la traînée 6 II.2. Étude de l'aile du planeur en soufflerie 7 II.2.1. Installation et étalonnage de la soufflerie 7 II.2.2. Détermination du coefficient de Portance 8 II.2.3. Détermination du coefficient de Traînée 10 II.3.4. Conclusion et remarques 11 III. La finesse des ailes 12 IV. Recherche d’une méthode expérimentale 13 IV.1. La voiture électrique comme lanceur 15 IV.2. Le lanceur élastique 15 IV.2.1. Idée et installation 15 IV.2.2. Etalonnage et calculs 15 IV.2.3. Mise en pratique expérimentale 19 V. Les lancers à la main 20 Conclusion 22 Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 3 Groupe 43 - [Le Prince des nuées] 2013-2014 I. Comparaison de l'albatros et du planeur I.1. Première approche Afin de connaître les caractéristiques de l'albatros, nous avons choisi l'espèce Diomedea exulans, ou albatros hurleur, car il est le plus grand et le plus lourd des albatros. Albatros Planeur Masse moyenne(g) Envergure moyenne (m) Longueur du corps (m) Surface des ailes (m²) Envergure / corde Poids / surface (N.m-2) 8,0.10³ 3,10 1,20 0,66 18 120 6,0 5,23 8,0 0,30 0,215 1,5,10 -2 Nous remarquons tout d'abord que L'albatros est 1000 fois plus lourd que le planeur mais possède une envergure seulement 10 fois plus grande : il possède donc un vol plus « efficace ». Cela est confirmé par la comparaison du rapport poids surface : pour avoir le même rapport poids surface, notre planeur devrait peser presque 25 fois plus, soit environ 200 g. En accrochant une masse de 200 g au planeur, on peut constater que son vol est impossible. Mais alors, qu’est-ce qui différencie notre planeur de cet oiseau ? L'origine de cette « efficacité » réside très certainement dans les ailes. Notre planeur possède des ailes parfaitement planes, ce qui ne favorise pas le vol. Si les chiffres semblent éloigner notre planeur de l'oiseau, seule une étude plus approfondie nous permettra de conclure. Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 4 Groupe 43 - [Le Prince des nuées] 2013-2014 I.2. Le planeur et l'albatros sont-ils dans le même régime d'écoulement ? La grandeur qui caractérise le type d'écoulement est le nombre de Reynolds. C'est une grandeur sans dimension définie par : : masse volumique de l'air ( ) V : vitesse de l'écoulement caractéristique ( : dimension caractéristique de l'écoulement correspondant ici à la largeur de l'aile ( ) : viscosité dynamique de l'air ) Dans les conditions habituelles du vol, nous aurons : et Largeur moyenne aile Vitesse caractéristique Albatros 17 cm 5,5 m.s-1 6,1.104 Planeur 5,0 cm 3,8 m.s-1 1,2.104 Pour être dans des conditions de vol comparables (même proches de soit presque . ), il faudrait lancer notre planeur à des vitesses Les conditions de vol du planeur et de l'albatros ne sont pas les mêmes au niveau de l'écoulement de l'air, ce qui ne rapproche pas notre planeur de l'albatros. Nous allons maintenant nous intéresser à ce qui semble faire une différence importante entre le planeur et l'albatros : les ailes. Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 5 Groupe 43 - [Le Prince des nuées] 2013-2014 II. Étude des ailes du planeur II.1. Première approche de la portance et de la traînée La relation de Bernoulli en la mécanique des fluides nous dit que si une masse d'air voit sa vitesse augmenter, sa pression va alors diminuer. De ce fait, l’air en écoulement autour de l'aile de l'albatros a une pression plus basse sur le dessus de l'aile, et une pression plus forte dessous. On parle alors de dépression et de surpression. La force résultante s'appelle la portance. Elle est perpendiculaire à la vitesse. La formule de la portance est : Où est la masse volumique de l’air, la surface alaire, la vitesse de l’avion et le coefficient de portance (propre à l’aile). L’écoulement de l'air autour de l'aile produit également une force de résistance à l'avancement appelée traînée. Elle est opposée à la vitesse. La formule de la traînée est : Où est la masse volumique de l’air, la surface alaire, la vitesse de l’avion et le coefficient de traînée (propre à l’aile). L'aile de notre planeur étant plate, on ne pourra observer une portance que si l'aile est inclinée. Les forces s'appliquant sur l'aile sont donc le poids, la trainée et la portance. Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 6 Groupe 43 - [Le Prince des nuées] 2013-2014 II.2. Étude de l'aile du planeur en soufflerie II.2.1. Installation et étalonnage de la soufflerie Nous avons souhaité déterminer expérimentalement les coefficients de traînée CT et de portance CL de notre planeur. Afin de pouvoir l’utiliser pour simuler des conditions de vitesse dans l’air, il a d’abord fallu étalonner l’appareil, déterminer la vitesse de l’air en fonction de la tension. Pour cela nous nous sommes servis du tube de Pitot suivant le montage ci-dessous : Soufflerie Manomètre différentiel Tube de Pitot En mesurant la différence de pression de part et d’autre du tube de Pitot, on peut obtenir une valeur de la vitesse du fluide. D'après la relation de Bernoulli : Avec la vitesse de l’air (en ), la différence de pression mesurée au manomètre (en ) et la masse volumique de l’air (en ) Tension U (V) 80 100 110 120 130 140 150 160 190 Pression ΔP mesurée (mbar) 0,2 0,3 0,4 0,45 0,55 0,6 0,7 0,8 1 ΔP (Pa) 20 30 40 45 55 60 70 80 100 Vitesse calculée (m/s) 5,8 7,1 8,2 8,6 9,6 10,0 10,8 11,5 12,9 La relation V = f(U) est bien modélisée par une droite. L'incertitude sur la vitesse, en supposant que la tension et la masse volumique de l’air sont connues avec suffisamment de précision, est égale à Grâce à l’outil « droitereg », on trouve : pente = (7,1 Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 7 Groupe 43 - [Le Prince des nuées] 2013-2014 II.2.2. Détermination du coefficient de portance Pour calculer le coefficient de portance, nous avons commencé par chercher la force de portance en fonction de la vitesse de l’air (connue maintenant). Pour cela, nous avons utilisé un dispositif de contrepoids. Nous avons retiré une masse du contrepoids et cherché quelle tension aux bornes de la soufflerie correspondait pour que l’aile retrouve une position d’équilibre. Nous avons utilisé le même angle pour la portance et la traînée. Aile à tester Système de levier Contrepoids Avec les formules suivantes, on a trouvé les résultats ci-dessous : Avec L la force de portance (en N), P le poids, P0 le poids d’équilibre sans vent (en N), d1 et d2 les distances au pivot du levier (en m). Avec la vitesse (en )), U la tension aux bornes de la soufflerie (en V), c le coefficient étalonné (en ). Portance Δm(g) 2 4 6 11 14 24 P(N) 0,0196 0,0392 0,0588 0,1078 0,1372 0,2352 L(N) 0,0059 0,0119 0,0178 0,0327 0,0416 0,0713 Δ(L) 0,0006 0,0006 0,0006 0,0006 0,0006 0,0006 U(V) 56 62 68 79 86 107 V(m/s) 3,976 4,402 4,828 5,609 6,106 7,597 V²(m²/s²) 15,808576 19,377604 23,309584 31,460881 37,283236 57,714409 Δ(V²) 1,129184 1,250168 1,371152 1,592956 1,734104 2,157548 Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 8 Le prince des nuées 2013-2014 Sachant que la portance est proportionnelle au carré de la vitesse, on trace la courbe suivant : L'étude de la courbe de tendance montre que la portance est bien proportionnelle au carré de la vitesse. Pente (en Δ(pente) ) L’incertitude sur V est déterminée avec l'outil « droitereg » sur le graphique. On a donc les relations suivantes qui nous permettent de déterminer le coefficient de portance : Avec et m2 On a donc pu déterminer le coefficient de portance de l'aile du planeur. Un second coefficient est spécifique à l'aile, c’est le coefficient de traînée. Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 9 Le prince des nuées 2013-2014 II.2.3. Détermination du coefficient de traînée Pour ce faire, nous avons installé un dispositif à peu près semblable sur le principe : trouver une masse contrepoids pour l’équilibre, de sorte que la force de poids corresponde à la traînée. Vecteur de la force de traînée Vecteur de la force de poids du contrepoids Avec le même angle et les mêmes formules que pour la portance, on trouve : Traînée Δm(g) 6,15 6,2 8,15 11,15 16,15 21,15 26,15 P(N) 0,0603 0,0608 0,080 0,109 0,158 0,207 0,256 T(N) 0,0183 0,0184 0,0242 0,0331 0,0480 0,0628 0,0777 Δ(T) 0,0006 0,0006 0,0006 0,0006 0,0006 0,0006 0,0006 U(V) 85 87 96 107 128 156 176 V(m/s) 6,04 6,18 6,82 7,60 9,09 11,1 12,5 V²(m²/s²) 36,4 38,2 46,5 57,7 82,6 123 156 Δ(V²) 1,7 1,8 1,9 2,2 2,6 3,1 3,5 De même, on trace : Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 10 Le prince des nuées 2013-2014 L'étude de la courbe de tendance montre que la portance est bien proportionnelle au carré de la vitesse. Pente (en Δ(pente) ) 5,0.10-4 0,3.10-4 L’incertitude sur T est : On a donc les relations suivantes qui nous permettent de déterminer le coefficient de traînée : II.2.4. Conclusions et remarques La finesse d’une aile est définie par : Avec et les deux coefficients sans dimension calculés précédemment. Ici, La valeur que l’on obtient est acceptable, car supérieure à l’unité. Cependant, nous n'avons aucune valeur de comparaison fiable. C’est pour cela que nous avons décidé de nous tourner vers une autre technique pour mesurer cette finesse Une étude des forces appliquées à l’avion pendant le vol, connaissant les paramètres du vol, peut permettre de déterminer la finesse. Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 11 Le prince des nuées 2013-2014 III. La finesse des ailes Avec force de portance, force de traînée, le poids D'après le principe fondamental de la dynamique : Avec la portance, la traînée, le poids. En projection sur la base choisie : Selon Selon On appellera vol de croisière, le vol du planeur correspondant à une vitesse constante, donc sans accélération. Dans le cadre d'un vol de croisière : Selon Selon On en déduit la finesse du planeur: Or avec D la distance horizontale parcourue et h l'altitude initiale. Donc, plus la distance horizontale parcourue est grande, plus De la mesure de est petit donc la finesse est grande. on peut donc déduire la grandeur . Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 12 Le prince des nuées 2013-2014 IV. Recherche d'une méthode expérimentale Le lancer à la main des planeurs nous a semblé en première approche difficilement reproductible. Nous nous sommes donc orientés dans la recherche de lanceurs. IV.1. La voiture électrique comme lanceur Idée : Se servir d'une voiture de circuit électrique pour donner de la vitesse au planeur, puis laisser tomber la voiture sur des coussins alors que le planeur prend son envol (comme on peut voir dans le film « La Grande Vadrouille » de Gérard Oury, pendant la scène finale). Installation : Planeur Voiture électrique sur laquelle est fixée une plateforme Piste Schéma : Comme le couple trigonométriques usuelles. est aisément mesurable, il est possible d’obtenir la finesse par les relations Mise en œuvre expérimentale : Après avoir effectué plusieurs lancés, la régularité du système a pu être testée. Avec une différence moyenne de quelques centimètres, les valeurs étaient très acceptables. Cependant, un problème s'est vite posé : la vitesse fixe atteinte par le lanceur en sortie du lanceur ne nous permettait pas forcément d'obtenir un vol de croisière. Nous avons alors testé avec des ailes que nous avons fabriquées mais de rapport envergure/corde différent. Par exemple, pour une aile de (350) cm, on obtient un vol régulier, mais pour une aile de même surface, par exemple (503) cm, le planeur décroche. Le vol est donc mauvais, car il faut pour les calculs de finesse une vitesse constante. Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 13 Le prince des nuées 2013-2014 Nous avons alors pensé à faire varier la tension aux bornes du rail afin de faire varier la vitesse de la voiture et ainsi pouvoir lancer les planeurs avec les différentes ailes sans qu'il n'y ait de décrochage. Pour établir une vitesse en fonction de la tension aux bornes de la piste, nous avons pensé à utiliser l'effet Doppler. Avec un GBF, un oscilloscope, un boîtier Doppler, le système d’acquisition Cassy et un couple Émetteur-Récepteur US, nous avons pu calculer la vitesse de la voiture. Ainsi nous avons obtenu avec les formules suivantes : Avec la vitesse du réflecteur (donc de la voiture) en , la fréquence du signal issu du Boitier Doppler (c'est-àdire la différence entre émission et réception US), en , la fréquence émise en et la vitesse du son en Tension (V) Période (s) Fréquence Δf (Hz) Vitesse calculée (m/s-1) 5 3,6 278 1,2 5,5 2,9 345 1,5 6 2,5 400 1,7 6,5 2,4 417 1,8 7 2 500 2,1 7,5 2,5 400 1,7 8 1,8 556 2,4 8,5 2,1 476 2,0 9,5 2,05 493 2,1 En supposant la fréquence émise et la vitesse du son connues avec précision, l’incertitude est : L’importante disparité des mesures à partir de 7 V est due à un problème simple : les mesures par effet Doppler sont faussées dès lors que le véhicule est en accélération (problème connu sur les radars routiers qui utilisent l’effet Doppler). Or ici, à partir de 7 V, la vitesse de croisière de la voiture n’est pas obtenue avant le déclenchement de la mesure. La voiture étant en phase d’accélération, les valeurs sont aberrantes. Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 14 Le prince des nuées 2013-2014 Abandon pour les mesures : Comme la vitesse n’était pas constante sur une piste d’un mètre, nous avons décidé d’abandonner le système pour effectuer les mesures. En effet, le facteur essentiel, la vitesse, n’était pas maîtrisé. De plus, les contraintes par rapport à la chute de la voiture (donc la hauteur de la plateforme) nous obligeaient à effectuer des lancers courts, plus sensibles aux conditions de départ. IV.2. Le lanceur élastique IV.1. Idée et Installation Se servir d’un élastique pour donner une force facilement mesurable et quasi constante au planeur. Avec une plaque sur laquelle l’élastique serait fixé et une échelle graduée de la force transmise, on pourrait effectuer des lancers rigoureux. C’est le principe d’un arc. IV.2. Étalonnage et Calculs Avec l’énergie potentielle élastique ( ) , la constante de raideur recherchée en et l’allongement de l’élastique en L’incertitude associée est : Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 15 Le prince des nuées 2013-2014 Mesures d’allongement On a donc accroché des masses M et mesuré l’allongement. On a obtenu les résultats suivants : M 50 100 150 200 250 300 350 400 450 ΔL (m) 0,028 0,046 0,063 0,086 0,108 0,123 0,143 0,160 0,175 P (N) 0,49 0,98 1,47 1,96 2,45 2,94 3,43 3,92 4,41 Epe (J) 0,01 0,028 0,052 0,096 0,152 0,197 0,266 0,333 0,399 Δ(Epee) (J) 0 0 0,01 0,01 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 ΔL² (m²) 7,84E-04 2,12E-03 3,97E-03 7,40E-03 1,17E-02 1,51E-02 2,04E-02 2,56E-02 3,06E-02 D'après la loi de Hooke, la force appliquée à un élastique est proportionnelle à son allongement dans des conditions normales d'utilisation. On trace donc P en fonction de ΔL : On appelle k, constante de raideur, telle que P = k.ΔL. On en déduit la constante de raideur de notre élastique : L'incertitude a été déterminée à l'aide de la fonction « droitereg » de notre tableur. Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 16 Le prince des nuées 2013-2014 On peut ensuite tracer l'énergie potentielle élastique en fonction de l'allongement de l'élastique. Si on suppose que toute l'énergie fournie par l'élastique est transférée au planeur sous forme d'énergie cinétique, on peut en déduire la vitesse V du planeur en fonction de l'allongement de l'élastique ΔL. On a donc : La détermination précédente de sachant que le planeur pèse nous permet donc d'en déduire le coefficient de proportionnalité entre . Incertitude sur le coefficient de proportionnalité noté : Et on trouve On a donc : Mesures de vitesse par pointage Nous avons alors entrepris de vérifier cette relation par vidéo haute définition en déterminant la vitesse de l'avion à la sortie du lanceur. Le logiciel Tracker nous permet de pointer la position de l'avion et d’en déduire la vitesse de l'avion. Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 17 et Le prince des nuées 2013-2014 Résultats de la détermination de la vitesse de l'avion pour différents allongements d'élastique : 7 ΔL (m) 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 V (m/s) 2,5 3,7 4,7 6 6 6,5 6 5 V (m/s) Vidéo 1 2 3 4 5 6 4 3 2 1 0 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 ΔL (m) Les deux dernières mesures ne sont pas à retenir car l'avion effectue un mouvement accéléré trop important pour déterminer une valeur fiable de vitesse moyenne sur la vidéo. Le tracé de V en fonction de ΔL est alors le suivant : 7 6 V (m/s) 5 f(x) = 57,5x + 0,2 4 3 2 1 0 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 ΔL (m) On trouve ici une pente de , en très bon accord avec l'hypothèse de transfert total d’énergie entre l'énergie élastique et l'énergie cinétique. Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 18 Le prince des nuées 2013-2014 IV.3. Mise en pratique expérimentale Comme vu précédemment, on remarque que la vitesse joue un rôle important de part son impact sur la forme du vol du planeur : pour une aile à grand rapport Longueur/Corde, on constate qu’avec un petit allongement de l’élastique et donc une vitesse faible on obtient un vol régulier. Cependant avec un rapport Longueur/Corde plus petit l’avion décroche. On a cherché à déterminer la vitesse de croisière pour chaque profil. Tableau de mesures : L Distance parcourue avec le profil 1 Distance parcourue avec le profil 2 Distance parcourue avec le profil 3 4 Forces de frottement trop importantes avec la planche Forces de frottement trop importantes avec la planche Forces de frottement trop importantes avec la planche 6 1.98 m 2.08 m Vitesse insuffisante pour permettre le vol 8 décrochage 2.38 m 1.75 m 10 décrochage décrochage 2.30 m 12 décrochage décrochage 2.99 m 14 décrochage décrochage 3.60 m 16 décrochage décrochage décrochage Premièrement, on remarque que les essais effectués avec un faible allongement de l’élastique sont à abandonner, ceci s’expliquant par la trop forte importance des forces de frottement avec la planche. De plus, on obtient un phénomène de décrochage rapidement avec de faibles valeurs du rapport Longueur/Corde. Ceci peut s’expliquer par le fait que la portance n'est pas adaptée. Par conséquent le vol sera en trois phases : à la sortie de l’élastique, l’avion accélère et monte car V augmente donc la portance augmente (première phase) en montant, il décélère pour perdre de la vitesse et donc de la portance (deuxième phase) ; il décroche car n'a pas suffisamment de vitesse pour finalement atteindre une vitesse de croisière (troisième phase). Par commodité nous avons donc choisi de ne pas garder ce système de lancement pour choisir une méthode avec un contrôle total des paramètres de vol : le lancer à la main. Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 19 Le prince des nuées 2013-2014 V. Lancers à la main On lance à la main le planeur. On connait la hauteur de départ du lancer. On mesure la longueur au sol du vol ainsi que la durée du vol. Avec ces valeurs on peut donc déterminer, d’après le théorème de Pythagore, si on considère le vol rectiligne, la distance effectuée par le planeur en l’air. Ainsi on peut calculer la vitesse du planeur, ainsi que l’angle θ formé par la trajectoire du vol avec le sol. Résultats : La principale difficulté ici a été la détermination de la durée du vol avec précision. Cela se traduit par une incertitude sur la vitesse importante. Nous pouvons tout de même constater une faible dépendance de la finesse avec la vitesse et une valeur de la finesse autour de 3,3 ± 0,5. Ce résultat est bien en accord avec les résultats de la soufflerie. Que nous dit la théorie ? Comme nous l'avons vu, la portance L est reliée à la vitesse par la relation : Pour une aile plane de faible épaisseur, de coefficient et d'angle d'incidence Avec un paramètre dépendant du nombre de Reynolds. Pour conditions de vol du planeur ( ), on aura plus petit que 1. : , on a . Dans les De même, la traînée T est donnée par : Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 20 Le prince des nuées 2013-2014 On distingue dans le coefficient de traînée : - la traînée de frottement liée aux différences de vitesses entre les filets fluides : elle sera importante dans le cas d'une aile fine et donnée par la formule de Blasius : - la traînée de forme est nulle pour une aile idéalement plane ce que nous supposerons ici ; - la traînée induite par la portance est liée à la portance L par la relation On a donc pour de petits angles : Tracé de en fonction de α : On constate que la finesse passe par un maximum : Pour notre planeur, on trouve : Dans les conditions de vol étudiées, c'est-à-dire une vitesse de 3,3 m.s-1, la théorie prévoit un angle d'attaque de 16,5 °. Par analyse vidéo, nous avons constaté des angles de l'ordre de 18°. Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 21 Le prince des nuées 2013-2014 Conclusion Pour conclure, nous pouvons donc dire que notre interrogation initiale sur la justification (ou non) du nom de notre planeur nous a permis d’augmenter notre compréhension à la fois de l’oiseau et du planeur. Nos premières comparaisons qui semblaient écarter nos deux objets d’études ont véritablement donné naissance à un élan d’intérêt pour la question et ses aspects en chacun de nous. Nous nous sommes donc intéressés aux grandes lois et principes qui régissent le vol avec notamment les différences d’écoulement de l’air et les forces majeures telles que la portance et la traînée. Nos premières études en soufflerie nous ont permis d’approcher expérimentalement des valeurs des coefficients de portance et de traînée qui confirmaient les différents résultats théoriques à obtenir. Ces deux résultats ont ensuite entraîné avec eux une autre grandeur : la finesse. Nous avons donc essayé de mettre au point divers protocoles permettant de mettre en évidence cette grandeur caractéristique. De notre première réflexion, nous avons déduit que de la mesure de l’angle θ, nous pouvions trouver la valeur de la finesse de notre planeur. Chaque technique, que ce soit la voiture électrique comme lanceur, la planche et l’élastique comme propulseur, ou la main pour plus de maîtrise, présentait des inconvénients et des avantages qui nous ont mené à réfléchir sur les contraintes, à imaginer les problèmes et incertitudes, et, pas à pas, à approcher cette grandeur finale pour notre comparaison avec le planeur de légende qu’est l’albatros. De plus, nous avons appris par une recherche documentaire que cet oiseau dépensait très peu d'énergie pour voler, ce qui lui permet de couvrir de très longues distances sans se fatiguer. Nous avons relevé qu'il dépense 81 W pour voler à 70 km/h (Open Access :Fying at No Mechanical Energy Cost – Sep.2012). C’est infime, et les albatros peuvent même dans certaines conditions, tenir jusqu’à 8 h en vol plané, ou encore parfois face à des vents à plus de 127 km/h. L’albatros est donc bien un objet volant très performant et optimisé, bien plus que notre petit planeur. Pour ajouter un dernier point à nos recherches, nous pouvons dire que d’après toutes les caractéristiques trouvées et comparées précédemment, appeler ce planeur « l’albatros » n’est pas correct. En effet, les régimes de vol, d’écoulement, les forces, les vitesses, etc.… sont très différents. Le prince des nuées, planeur de légende, possède donc un vol beaucoup plus efficace, optimisé, économe, que la technologie humaine pourra très difficilement égaler à l’échelle d’un aéronef sans moteur. Merci à M. Belazreg et M. Boudey pour leur aide précieuse Lycée Camille Guérin - Olympiades de Physique France 22