Les os de ses cousins des dinosaures pourraient inspirer des avions plus légers et plus résistants.
Les phénomènes naturels ont toujours été une source d’inspiration pour les ingénieurs, et les oiseaux ont longtemps influencé la conception des aéronefs. Aujourd’hui, les ingénieurs se tournent vers les créatures biennnnnn plus anciennes qui dominaient les cieux il y a des millions d’années : les ptérosaures.
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L’Université de Manchester étudie de près les os des ptérosaures, géants des airs du mésozoïque et cousins des dinosaures
Une équipe de l’Université de Manchester a découvert que la structure biologique interne des os de ptérosaures pourrait inspirer la création de matériaux plus légers et plus résistants pour les futurs avions. Ces reptiles volants de l’ère des dinosaures étaient les premiers vertébrés à évoluer vers un vol propulsé en battant des ailes.
Un réseau microscopique de canaux
Ces créatures volantes, étroitement liées aux dinosaures, variaient en taille de petite (envergure de 2 mètres) à énorme (jusqu’à 10 mètres). Cette grande taille les obligeait à surmonter des défis d’ingénierie, notamment en soutenant leurs larges membranes alaires principalement avec juste un doigt.
Utilisation de la tomographie par rayons X
À l’aide de la tomographie par rayons X informatisée avancée (XCT), les chercheurs ont scanné des os fossilisés à une résolution proche du sub-micromètre, révélant des structures 20 fois plus petites qu’un cheveu humain. Cette étude a permis de cartographier en 3D les structures osseuses des ailes des ptérosaures avec une précision inégalée (~0,002 mm).
Découverte de microarchitectures osseuses
L’équipe a découvert un réseau complexe de minuscules canaux et pores dans les os. En plus de leur rôle dans le transfert de nutriments et la croissance, ces structures biologiques offraient un soutien mécanique. Elles rendaient les os non seulement légers mais également capables de protéger contre les microfractures en déviant les fissures, ce qui les rendait incroyablement robustes.
Un matériau d’avenir pour l’aviation ?
Si adoptée, cette approche de « paléo-biomimétique » pourrait transformer l’industrie aérospatiale dans les années à venir. Elle pourrait conduire au développement de nouveaux composants d’aéronefs légers et résistants. De plus, les ingénieurs pourraient intégrer des fonctionnalités intelligentes telles que des capteurs et des matériaux autoréparants dans ces composants d’avion.
Motivation pour de futures recherches
Ces découvertes intéressantes ont motivé l’équipe à poursuivre ses analyses sur d’autres fossiles anciens, dans l’espoir de découvrir d’autres structures inconnues. Nathan Pili, doctorant à l’université de Manchester, a exprimé son enthousiasme pour ce champ de recherche : “C’est un domaine de recherche incroyable, surtout lorsqu’on travaille à l’échelle microscopique. Parmi toutes les espèces qui ont jamais vécu, la plupart sont éteintes, bien que beaucoup aient disparu en raison de changements environnementaux rapides plutôt que d’un « mauvais design ». Ces découvertes vont pousser notre équipe à faire des analyses de plus haute résolution sur d’autres espèces éteintes. Qui sait quelles solutions cachées nous pourrions trouver !”
L’auteur principal de l’étude, le professeur Phil Manning, professeur d’histoire naturelle à l’Université de Manchester et directeur scientifique au Musée d’histoire naturelle d’Abu Dhabi, a ajouté : « Il y a plus de quatre milliards d’années de conception expérimentale qui firent partie du processus de sélection naturelle darwinienne. Ces solutions naturelles se reflètent magnifiquement dans les processus itératifs utilisés par les ingénieurs pour affiner les matériaux. Il est très probable que parmi les milliards de permutations de la vie sur Terre, des solutions d’ingénierie uniques ont évolué mais ont été perdues dans les sables du temps. Nous espérons débloquer le potentiel des solutions naturelles anciennes pour créer de nouveaux matériaux mais aussi aider à construire un avenir plus durable. Il est merveilleux que la vie au Jurassique puisse rendre le vol au 21e siècle plus efficace et plus sûr. »
Les ptérosaures, pas des dinosaures mais de lointains cousins
Les ptérosaures ne sont pas des dinosaures, mais des reptiles volants qui ont coexisté avec les dinosaures pendant le Trias et le Crétacé. Les ptérosaures sont apparus il y a environ 235 millions d’années et ont disparu il y a 65 millions d’années. Les ptérodactyles se distinguent des autres ptérosaures par leur cinquième orteil réduit, l’absence de queue et des os de la paume plus longs. Le mot “ptérodactyle” est souvent employé pour désigner la plupart des ptérosaures, bien qu’il existe une espèce nommée Pterodactylus. Les ptérosaures avaient des squelettes avec des ailes et des becs avec des dents.
Source : https://www.manchester.ac.uk/about/news/ancient-pterosaur-bones-could-inspire-the-future-of-aerospace-engineering/
