Le bord d'attaque de la graine d'érable tournante en forme de tornade fournit une force de levage constante, permettant aux graines de se disperser sur une plus grande surface.

Introduction

La dispersion des graines est un mécanisme important chez toutes les plantes, souvent aidé par les oiseaux et les rafales de vent. Lorsque les oiseaux mangent les graines des arbres, ils les transportent et les défèquent, créant une dispersion aléatoire où de nouveaux arbres pousseront. Lorsqu'elles sont prises dans une rafale de vent, les graines tombent et finissent par pousser à proximité les unes des autres. Pour augmenter la portée de l'endroit où leurs graines sont plantées, les graines d'érable virevoltent dans un vortex semblable à une tornade, créant plus de portance que leurs homologues non virevoltants.

Image: Liz West / CC BY NC - Attribution Creative Commons + Non commercial

Ces graines d'érable japonais se préparent à se tordre au sol en utilisant un vortex de portance soutenu pour prolonger leur vol.

Image : Photo avec l'aimable autorisation de David Lentink / CC BY NC ND - Creative Commons Attribution + Non commercial + NoDerivatives

Cette image montre la séquence de vol libre d'une graine en rotation automatique lorsqu'elle tombe au sol. (Photo fournie avec la permission de David Lentink et du California Institute of Technology)

Image : Photo avec l'aimable autorisation de David Lentink / CC BY NC ND - Creative Commons Attribution + Non commercial + NoDerivatives

Une graine d'érable dans une soufflerie génère un vortex de bord d'attaque proéminent près de la base. (Photo fournie avec la permission de David Lentink et du California Institute of Technology)

La stratégie

Le bord d'attaque de la graine abaisse la pression de l'air au-dessus de la graine, aspirant le vent de la graine vers le haut, lui donnant une portance supplémentaire ou un temps de déplacement supplémentaire. Cela conduit à une arrivée prolongée au sol et à une dispersion plus efficace.

Le mécanisme de portance est similaire à celui des insectes et des colibris en vol stationnaire qui utilisent leurs ailes pour développer un vortex d'air continu, soutenant leur vol. Le mouvement de rotation créé par la structure de la graine d'érable entretient un vortex de portance qui prolonge le vol. Il est également important de noter que les graines mortes (de couleur brune) se dispersent davantage car elles ont un centre de gravité modifié par rapport aux graines vivantes (de couleur verte). En effet, le centre de gravité de la graine est plus proche du centre de portance, semblable à un avion en papier capable de voler plus loin que ses adversaires.

Graine d'érable tombante : Regardez une vidéo du vortex en forme de tornade d'une graine d'érable en vol libre (film avec l'aimable autorisation de David Lentink) :

vignette vidéo

Le potentiel

Grâce à une étude minutieuse de la façon dont une graine d'érable tourne en spirale dans l'air, les scientifiques ont conçu le plus petit monocoptère connu. Jusqu'à ce que la mécanique de la chute des graines soit mieux comprise, le vol en monocoptère était instable. L'étude de la façon dont les graines d'érable réagissent à l'air turbulent pourrait également aider à développer des éoliennes plus efficaces, augmentant ainsi la quantité d'énergie renouvelable pouvant être extraite de la brise.

Stratégies connexes

Dernière mise à jour le 2 juillet 2020