A6 Environnement Extrême

Topique

Chaque oiseau est physiologiquement et aérodynamiquement optimisé pour voler dans une certaine plage de conditions atmosphériques environnantes. Lorsque ces conditions s'écartent de cette plage, dans trois scénarios principaux : altitude extrême, avec un air raréfié et pauvre en oxygène ; tempête, avec de fortes turbulences, des courants descendants et des vents latéraux ; ou forte chaleur, avec déshydratation et augmentation de la viscosité sanguine, le système de vol de l'oiseau réagit de la même manière, même si la cause externe diffère à chaque fois.

Cette réponse commune consiste en une modification de la puissance aérodynamique disponible ou de la portance générée par les ailes – ou les deux simultanément – ​​due à des facteurs externes, sans que l'oiseau lui-même ne subisse de dommages ou de dégradation. Pour compenser cette modification et maintenir son vol, l'oiseau est contraint d'adapter sa vitesse, son angle d'attaque ou sa trajectoire, et chacune de ces adaptations engendre un coût énergétique supplémentaire par rapport au vol dans des conditions atmosphériques normales.

En conditions d'altitude extrême, la faible densité de l'air réduit directement la portance générée par les ailes à une vitesse et un angle d'attaque donnés, car la masse d'air disponible pour l'accélération vers le bas est moindre. Simultanément, l'hypoxie liée à cette altitude diminue la puissance aérodynamique disponible, les muscles pectoraux recevant moins d'oxygène que nécessaire pour maintenir leur puissance habituelle. L'oiseau doit alors voler à une vitesse plus élevée ou avec un angle d'attaque plus important pour compenser la perte de portance, précisément au moment où sa puissance aérodynamique disponible est déjà réduite par l'hypoxie.

En cas de tempête, cependant, ce n'est pas la densité de l'air qui change, mais son mouvement : les fortes turbulences, les courants descendants et les vents latéraux modifient brusquement et de façon imprévisible la vitesse et la direction de l'air atteignant les ailes, ce qui provoque des fluctuations constantes de la portance générée. Face à ces fluctuations, l'oiseau ajuste sans cesse son angle d'attaque et sa trajectoire pour éviter que la portance ne chute en dessous du niveau requis au plus fort d'une rafale. Cet ajustement continu consomme la puissance aérodynamique disponible qui, contrairement à ce qui se passe en altitude extrême, n'est pas réduite par la tempête elle-même, mais est au contraire utilisée plus rapidement pour maintenir le contrôle du vol.

En cas de forte chaleur, le mécanisme diffère des deux précédents : la chaleur extrême provoque une déshydratation chez l'oiseau et, par conséquent, une augmentation de la viscosité sanguine. Ceci exige un effort accru du cœur et du système circulatoire pour acheminer la même quantité d'oxygène aux muscles pectoraux. Cette difficulté circulatoire supplémentaire réduit la puissance aérodynamique disponible de la même manière que l'hypoxie en altitude extrême, bien que la cause ne soit pas ici un manque d'oxygène dans l'air, mais plutôt la difficulté du sang à le transporter.

Contrairement à un oiseau souffrant d'une blessure physique ou d'un trouble physiologique, dans ces trois scénarios, l'anomalie ne réside pas dans l'oiseau lui-même, mais dans les conditions atmosphériques environnantes : un individu en parfaite santé peut se retrouver incapable de voler si l'un de ces trois scénarios atteint un seuil critique, tout comme cela se produirait pour un oiseau présentant une lésion du muscle pectoral ou une charge alaire pathologique, mais pour une raison qui disparaît dès que l'oiseau retrouve des conditions atmosphériques normales.

Cette distinction rend le modèle particulièrement pertinent pour les oiseaux migrateurs traversant des régions d'altitude extrême, tels que l'oie à tête barrée ou les oiseaux qui franchissent les Pyrénées lors de leur migration, car il s'agit d'individus en bonne santé qui peuvent néanmoins se retrouver au bord de l'incapacité de voler simplement en raison des conditions atmosphériques rencontrées sur une portion de leur parcours. Ce même raisonnement nous permet d'évaluer l'impact d'une tempête ou d'un autre événement météorologique extrême sur une migration massive : il n'est pas nécessaire qu'un oiseau soit malade ou blessé pour qu'un changement brutal des conditions atmosphériques empêche une partie de la population de voler de manière soutenue.

ID:4216