D6 Dynamométrie d'adhérence et d'atterrissage

Topique

L'instrumentation du perchoir ou du substrat d'atterrissage avec des capteurs de force permet la mesure directe de la dynamique de contact entre l'oiseau et cette surface au moment précis de l'atterrissage ou de la prise en main. Cette méthode offre un accès expérimental au module de prise en main et d'atterrissage, l'un des plus difficiles à observer chez un oiseau en vol libre, et permet le diagnostic direct de l'état du tendon fléchisseur digital et du risque de lésions dues à une collision lors de l'atterrissage.

Le premier des deux instruments est un dynamomètre de préhension, qui mesure directement la force de préhension exercée par l'oiseau avec sa patte lorsqu'il saisit le perchoir instrumenté. Cette force de préhension constitue un indicateur rapide de l'état neuromusculaire de l'oiseau, car le tendon fléchisseur digital et le système nerveux qui le contrôle déterminent la force que la patte peut développer et maintenir lors de la fermeture sur le perchoir.

Le second instrument est une plateforme de force placée sous le perchoir, qui enregistre la courbe de force complète au cours du temps pendant toute la durée de l'atterrissage, depuis le premier contact de la patte jusqu'à ce que l'oiseau soit complètement immobilisé. À partir de cette courbe force-temps, on déduit trois grandeurs : l’impulsion totale transmise par le perchoir à la patte durant toute la phase d’atterrissage, la force maximale atteinte au point de contact et la durée de contact pendant laquelle cette force s’exerce.

En ajustant cette même courbe force-temps à un modèle d’oscillateur amorti, on obtient le facteur d’amortissement de la patte. Cette grandeur résume en un seul chiffre la manière dont l’ensemble du système, formé par l’aile, le tendon et l’articulation de la patte, absorbe l’impact. Ce facteur d’amortissement est un indicateur fonctionnel intégré : il ne dissocie pas la contribution de chaque composant, mais reflète plutôt le comportement combiné des trois lors d’un même atterrissage.

Une faible valeur de ce facteur d’amortissement indique que le système aile-tendon-articulation absorbe l’impact de l’atterrissage avec une rigidité excessive au lieu de l’amortir en douceur. Cette rigidité excessive peut avoir deux origines distinctes : une lésion tendineuse empêchant le tendon de se comporter comme un ressort élastique amortissant l’impact dans une patte saine, ou une perte de contrôle neuromusculaire empêchant l’oiseau d’ajuster la tension de la patte au moment précis du contact. En combinant la force de préhension du dynamomètre avec l'impulsion totale, la force de pointe, le temps de contact et le facteur d'amortissement de la patte fournis par la plateforme de force, cette méthode permet de diagnostiquer, à partir d'un seul atterrissage sur un perchoir instrumenté, à la fois l'état réel du tendon fléchisseur digital d'un oiseau et le risque qu'un atterrissage avec une force de pointe très élevée provoque des dommages équivalents à ceux d'une collision, sans avoir à attendre que de tels dommages se soient déjà produits.

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