L’équipe de recherche de l’Université Beihang a récemment publié dans Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences un article de synthèse intitulé « Passive mechanisms in flying insects and applications in bio-inspired flapping-wing micro air vehicles ». Cette étude passe en revue de façon systématique les avancées sur les mécanismes passifs du vol des insectes, explique comment les principes bio-inspirés orientent la conception en ingénierie, met en lumière les questions encore non résolues de la mécanique du vol des insectes et ouvre d’importantes perspectives pour le développement d’une nouvelle génération de micro-robots volants.
Cliquez ici pour lire l’article :https://royalsocietypublishing.org/doi/epdf/10.1098/rspb.2025.1015
L’Institut international d’innovation de l’Université Beihang à Hangzhou est l’affiliation principale de cette recherche. Madame HAO Jinjing, chercheuse postdoctorante à l’Institut, est la première auteure de l’article. Monsieur ZHANG Yanlai, professeur associé à l’Université Beihang, et Monsieur CHENG Cheng, doctorant à l’Université Beihang, en sont co-auteurs. Monsieur WU Jianghao, professeur à l’Université Beihang, est l’auteur correspondant.
Les insectes sont les plus anciens animaux volants de la Terre, avec 300 millions d’années d’évolution. Leur capacité de vol remarquable suscite l’émerveillement. Pourtant, leur cerveau est extrêmement limité : plus de 60 % de ses ressources sont consacrées au traitement visuel, laissant très peu de capacité pour le contrôle du vol. Comment parviennent-ils, malgré cette contrainte, à voler efficacement et de façon stable ? La réponse réside dans les mécanismes passifs. Ceux-ci, issus des propriétés biomécaniques intrinsèques des insectes, agissent automatiquement sans commande cérébrale et constituent un facteur essentiel de leur efficacité de vol.
Illustration 1 : Agrion à lunules (Coenagrion lunulatum)
Le mouvement des ailes des insectes génère la portance nécessaire au vol. Les ailes, reliées mécaniquement par des structures spécifiques du thorax, assurent un mouvement synchrone et coordonné. Grâce à leur flexibilité naturelle et à leur structure plissée, elles se déforment spontanément au contact de l’air, renforçant la portance et l’efficacité énergétique. En cas de turbulences, l’amortissement aérodynamique lié à la rotation du corps contribue à maintenir la stabilité du vol. Les mécanismes passifs et le contrôle actif se complètent ainsi, conférant aux insectes une capacité de vol exceptionnelle.
Illustration 2 : Schéma des muscles du vol et du mouvement des ailes chez les insectes
Illustration 3 : Schéma de la déformation des ailes des insectes
L’extraordinaire capacité de vol des insectes a inspiré la conception de micro-drones à ailes battantes capables de vol stationnaire. En imitant et en adaptant les principes du vol biologique, les chercheurs ont mis au point divers prototypes réussis, réalisant des vols allant de l’échelle du milligramme à celle du gramme. Les scientifiques espèrent créer une nouvelle génération de micro-robots volants en puisant encore davantage dans l’inspiration du vol des insectes.
Les chercheurs estiment que le décryptage approfondi des mécanismes passifs du vol des insectes constituera la clé pour surmonter les verrous technologiques liés à la stabilité, à la manœuvrabilité et au rendement énergétique des véhicules aériens à ailes battantes. Ces recherches permettront non seulement de percer les secrets évolutifs du vol des insectes, mais aussi de révolutionner la conception des micro-drones à ailes battantes.
Illustration 4 : Schéma de la stabilité dynamique et du contrôle de vol
Illustration 5 : Application des mécanismes passifs inspirés des insectes dans les micro-drones à ailes battantes
Révision : DONG Zhuoning, ZHANG Wei, XU Shiwen
Édition : YUAN Xiaohui
