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Avec leurs nageoires lisses et flexibles, les raies sont des nageurs extraordinairement efficaces, mais leurs yeux et leur bouche dépassent, ce qui, intuitivement, semble créer une résistance et les ralentir. Il s’avère que ces visages bombés ont l’effet inverse, permettant aux raies de nager encore plus vite et plus efficacement.

Les yeux et la bouche des raies

Hyung Jin Sung, du Korea Advanced Institute of Science and Technology en Corée du Sud, et ses collègues ont étudié comment les yeux et la bouche saillants des raies influent sur leur déplacement dans l’eau en utilisant une série de simulations hydrodynamiques. Certaines des raies simulées avaient des yeux et une bouche, d’autres seulement l’un ou l’autre, et certaines étaient complètement lisses.

Ils ont constaté que les protubérances créaient un ensemble de tourbillons lorsque l’eau se déplaçait sur elles. Un tourbillon poussait l’eau vers l’arrière de la raie, laissant une zone de basse pression devant elle. Cette zone de basse pression permettait aux raies simulées de nager plus rapidement.

Un autre tourbillon a poussé l’eau sur les côtés, augmentant la pression sous la raie et diminuant la pression au-dessus. Ainsi, chaque coup de nageoire générait plus de poussée, ce qui augmentait l’efficacité de la nage.

Une efficacité allant de 10 % à 20 %

Sung se dit « très surpris » par ces résultats, en particulier par l’ampleur de l’effet – l’analyse a montré que les protubérances oculaires des raies augmentaient leur efficacité de propulsion par rapport aux raies sans ces caractéristiques d’environ 20,5 %, et que leur bouche l’augmentait d’environ 10,6 %.

Ces tourbillons n’apparaissent que parce que les raies ont des corps flexibles avec des yeux et une bouche rigides, explique Sung. Des effets similaires pourraient aider d’autres animaux flexibles et autopropulsés à se déplacer plus rapidement. Avec son équipe, il essaie maintenant d’intégrer ces connaissances dans la conception de véhicules aquatiques qui imitent les mouvements des créatures marines.

Cette recherche a été publiée dans Physics of Fluids.

Source : New Scientist
Crédit photo : Pixabay

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