La nage des dauphins

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Les dauphins vivent en moyenne 25 ans, ils ont entre un et trois mètres de long, pèsent entre cinquante et 600 kilogrammes selon l'espèce. Ils peuvent nager à 65 kilomètres/heure.
La nageoire caudale du dauphin est son unique moyen de propulsion : les nageoires pectorales et l'aileron dorsal ne servent qu'à l'orientation équilibrée lors de la nage. La nage des dauphins reste en partie mystérieuse, car les hydrodynamiciens savent mal étudier la turbulence induite par le mouvement d'une paroi souple comme la peau des dauphins.

Quand un solide partiellement ou complètement immergé se déplace dans un liquide tel que l'eau, il subit une force dénommée résistance à l'avancement. On appelle aussi cette résistance, la traînée hydrodynamique. Réduire cette force a été, de tout temps, l'objectif des hydrodynamiciens pour que l'eau glisse mieux sur les corps immergés. La résistance à l'avancement résulte du frottement relatif fluide-solide qui transforme l'énergie cinétique du mouvement en chaleur et entraîne une consommation excessive d'énergie.

En écoulement laminaire, où les différentes couches de fluide s'interpénètrent peu, cette résistance du fluide à l'avancement est due à sa viscosité. Lorsque la vitesse du fluide ou celle du corps solide augmente, l'écoulement devient turbulent. Les tourbillons liquides qui prennent alors naissance sont responsables de la résistance à l'avancement. Il convient de réduire la turbulence à une valeur aussi faible que possible.

On pense que les dauphins réduisent la traînée et augmente leur vitesse de nage par deux effets : la présence d'un mucus sur leur peau qui diminue les turbulences induites au voisinage de la peau, et des micro-ondulations de la surface corporelle. Le mucus sur la peau du dauphin est un composé macro-moléculaire dont les fils en s'étendant sur la peau des dauphins détruisent les tourbillons. Cette traînée hydrodynamique est aussi réduite par les déformations de la peau des dauphins qui empêchent la formation de tourbillons.

La peau des dauphins comporte des glandes sécrétrices d'un mucus hydrosoluble de nature glycoprotéique, l'agent réducteur de traînée. Ce mucus est aussi un élément de défense biologique contre les micro-organismes et d'autres contaminants. On a retrouvé de tels polymères chez des poissons comme trinectes maculatus, un poisson plat comparable à la sole. Ces agents polymères sont utilisés comme additifs dans l'eau pour augmenter la portée des lances à incendie : le polymère (polyoxyde d'éthylène) à très faible concentration réduit la turbulence du jet d'eau en sortie de la lance à incendie et la portée du jet est augmentée de cinquante pour cent par rapport au jet d'eau pure, et ce pour des concentrations très faibles de polymères (200 parties par million).

Les liens

La page personnelle de Daniel Elbaz : les dauphins
http://webhome.infonie.fr/danyy/

Le site Cétacés : baleines, dauphins et marsouins
http://orca.citeweb.net/cetacea/index.htm

De nombreux renseignements sur les dauphins sur le site :
http://www.cetacea.org/bottle.htm,
et les sites affiliés.