La canopée des arbres évite les dommages causés par le vent en changeant de forme pour devenir plus aérodynamique.
Introduction
Se déplaçant à des vitesses vertigineuses de 260 kilomètres par heure (160 mph), les vents du cyclone « Val » de 1991 se sont abattus sur l'île de Samoa, dans le Pacifique Sud, avec une férocité qui est devenue encore plus courante sur la planète à mesure qu'elle se réchauffe. Les bâtiments et les maisons à travers le pays ont été rasés. Et pourtant, après le passage de la tempête cinq jours plus tard, le voile de pluie s'est levé pour révéler des plages de sable blanc qui, d'une manière ou d'une autre, étaient encore bordées de cocotiers de 5 mètres (24 pieds de haut) (Cocos nucifera), leurs frondes se balançant doucement dans un ciel désormais bleu bonbon comme si de rien n'était.
La stratégie
Les arbres sont confrontés à un paradoxe de conception monumental : d'une part, leur canopée a besoin d'une surface de feuilles exposées suffisante pour que la plante puisse croître (en absorbant le dioxyde de carbone atmosphérique et en captant la lumière du soleil pour photosynthétiser ses propres tissus et nourriture), tandis que d'autre part, le Plus la surface de leur canopée est grande, plus ils subissent une traînée importante lorsque le vent souffle. Ainsi, les auvents déployés dont ils ont besoin risquent de les renverser complètement. Comment les arbres gèrent-ils ce paradoxe existentiel ?
Lors d'une tempête, la flexibilité des frondes de noix de coco leur permet de se plier vers l'arrière, à l'abri du vent, et à la base des frondes, des gaines extensibles uniques riches en lignine fibreuse forte aident à soutenir la fronde courbée contre la casse. Cela reconfigure la canopée de l'arbre dans une forme plus aérodynamique, ressemblant moins à une boule de coton pelucheuse qu'à une balle rapide. La plante n'a même pas besoin de dépenser d'énergie pour subir cette transformation, puisque le remodelage est effectué par le vent lui-même.
La rationalisation de la canopée peut être extrêmement efficace : on prévoyait que les cocotiers des Samoa se briseraient à des vitesses de vent de 83 km/h (52 mph) et pourtant, ils ont survécu à des vitesses trois fois plus rapides. Une fois les vents passés, les frondes élastiques reprennent leur forme étendue et captant le soleil.
Le potentiel
Les pales des éoliennes conventionnelles tournent devant la boîte de vitesses. Lorsque le vent souffle, les pales doivent être suffisamment rigides et épaisses pour éviter d'entrer en collision avec la tour située derrière. Inspirés par la rationalisation de la canopée des palmiers par vent fort, les nouvelles conceptions d'éoliennes placent les pales sous le vent de la boîte de vitesses. Les pales dans cette position ne risquant pas d'entrer en collision avec la tour, elles peuvent se permettre d'être moins rigides, d'utiliser moins de matière, et donc d'être plus légères. Cela permet à ces pales de tourner à des vitesses de vent plus faibles, de produire globalement plus d'énergie et de fléchir au lieu de se briser par vent fort.
