Vol Aquatique du Manchot

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Vol Aquatique du Manchot
Thierry Cornu, Philippe Gaillard, Paul Molitor,
Eric Rast Projet de 6ème Sémestre -
2007 Laboratoire de Mécanique des
Fluides EPFL 1015 - Lausanne
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Objectifs du Projet
Objectif Ultime Voir si la méthode de
propulsion subaquatique du manchot offre certains
avantages par rapport aux technologies
traditionnelles (hélice) Objectif du projet de
6ème Sémestre 2007 Paramétrisation de la
cinématique de laile du manchot dans un cadre
naturel
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LHélice

• Problèmes
• - Erosion (cavitation)
• Rendement faible
• Maneuvrabilité
• Bruit
• Traînée visible

Remarque dans la Nature, les pièces mécaniques
rotatives nexistent pas! (exception le
flagelle de la bactérie)
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Voler/Nager en Imitant la Nature
Micromechanical Flying Insect (Berkeley, USA)
Robotuna (MIT, USA)
Remarque dans la Nature, il nexiste quun seul
mammifère volant
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Les Manchots ne sont pas vraiment manchots
Nature vol. 353 p. 795 (31 octobre 1991) Image
tirée du film IMAX Antarctica Les manchots
empereurs sont peut-être des clowns dandinants
sur terre, mais sous leau ils deviennent de
vraies fusées. Accélération de 0 à 7m/s en
moins dune seconde
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Les Manchots ne sont pas vraiment manchots
National Geographic Crittercam 2005
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Manchots et Pingouins
Manchot Pingouin Nom anglais Penguin Pengui
n Habitat Pôle Sud Hémisphère Nord Vol Ne
vole pas Vole ( manchot ) (Grand
Pingouin ne volait pas) Taille Jusqua
1,30m Petit
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Manchot Empereur(Emperor Penguin) aucun en
Suisse
Manchot Royal(King Penguin)Zoo de Zürich
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Manchot de Humboldt (Humboldt Penguin)Parc des
Oiseaux de Villars-les-Dombes (Lyon)
Manchot du Cap(African Penguin)Zoo de Servion
(Lausanne)
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Manchot en nage contrôléedans un canal
Dr. Rudolph Bannasch, Technical University of
Berlin
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Manchot en nage libre
Zoo de Zürich
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Manchot en nage libre
Zoo de Servion
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Evaluer la cinématique de lailedun Manchot en
nage libre
Etape 1 Obtenir lorientation du corps en 3D (
et ) On projette les vecteurs 3D et
sur le plan Oxy
et sont orthogonaux On
connaît le rapport de leurs normes
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Géometrie du Manchot
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Evaluer la cinématique de lailedun Manchot en
nage libre
Etape 2 Obtenir vecteur de laile en 3D A
partir de létape 1, on connait la direction de
déplacement du manchot . On projette le
vecteur 3D sur le plan Oxy . On connaît le
rapport de leurs normes
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Acquisition de Séquences Au Zoo de Zürich 4 mai
2007
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Résultats du Projet
Clark Bemis 1978
Cinématique de laile dans le référentiel du
corps (manchot de Humboldt, Zoo de Lyon)
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Résultats du Projet
Clark Bemis 1978
Cinématique de laile dans le référentiel de
lobservateur (manchot de Humboldt, Zoo de Lyon)
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Résultats du Projet
Vue 3D de la cinématique de laile (manchot de
Humboldt, Zoo de Lyon)
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Prochaine étape angle dattaque de laile
Portance (lift)
Angle dattaque
Trainée (drag)
Vitesse de translation de laile
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Poussée par portance
Portance (lift)
Trainée (drag)
Vitesse de translation du corps
Poussée
Angle dattaque par rapport à la trajectoire de
laile
Angle dattaque ? par rapport à la trajectoire du
corps
Vitesse de translation de laile
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Poussée par portance (2D)

• A - Ao cos (? t) amplitude doscillation
  normale au mouvement (heaving)
• ? ?o cos (? t ?) angle dattaque absolu
  (feathering)

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Trajectoire de la pointe de lailedans le
référentiel du corps
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Ailes et Nageoires
Poussée par trainée (rame, brasse, crawl)
Poussée par portance
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Ailes et Nageoires
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Aile du Manchot /- rigide
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Aile du Manchot /- rigide
Zoo de Zürich
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Remerciements Thierry Cornu (6ème
sémestre)Philippe Gaillard (6ème sémestre)Paul
Molitor (6ème sémestre)Eric Rast (6ème
sémestre)Jean-Marie Fürbringer (the
boss)Cordula Galeffi (Zoo de Zürich)