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La vitesse des requins expliquée grâce à l’impression 3D

Les imprimantes 3D ne servent pas seulement à fabriquer des prototypes ou des figurines pour le grand public. Cela sert aussi à répondre à des questions aussi fondamentales que celle-ci : mais comment fait le requin pour nager aussi vite et pour avoir une telle qualité de pénétration dans l’eau ?

Petit, petit, viens par ici...

Petit, petit, viens par ici…

Il faut d’abord savoir que la peau du requin, contrairement à ce que l’on pourrait croire, n’est pas vraiment « lisse ». Celle-ci est recouverte de millions de mini-dents microscopiques et effilées ( normal, c’est un requin) qui agissent chacune d’entre-elles comme un « repoussoir à eau » qui permet au requin de nager sans effort particulier ou presque. Pour encore mieux se rendre compte des propriétés exactes de cette peau dentelée, des chercheurs de l’Université de Harvard, Li Wen, James C. Weaver, et George V. Lauder, ont recréé la même structure de peau grâce à une imprimante 3D, seul appareil capable de tailler dans un substrat flexible un réseau densifié et dentelé de seulement quelques microns d’épaisseur.

Le substrat de "peau" créé grâce à l'impression 3D

Le substrat de « peau » créé grâce à l’impression 3D

Soumise à des tests, cette peau imprimée permit de récupérer un certain nombre de données particulièrement intéressantes; ainsi la résistance à l’eau fut réduite de 8,7% par rapport à une peau « normale », mais seulement dans le cas d’une avancée dans l’eau plutôt « lente ». En cas de simulation de nage rapide, la résistance augmenta sensiblement, de 15% exactement. Il y avait pourtant une raison simple à ce mystère : le requin ne nage pas vraiment parfaitement droit, il fait en quelque sorte onduler son corps très rapidement, sous la forme de frétillements imperceptibles. Lorsque l’on agita la peau 3D de la même façon, le gain en vitesse de nage repassa en positif, à + 6,6%, tandis que l’énergie nécessaire pour cette augmentation de vitesse fut réduite de 5,9%.

Explication structure-peau-requin

Ainsi sait-on aujourd’hui qu’il ne sert à rien de fabriquer des combinaisons inspirées de la structure de peau du requin, puisque de toute façon le nageur devra aussi se mouvoir comme un requin pour en apprécier tout le gain potentiel. Les chercheurs estiment que ces informations pourraient néanmoins servir à concevoir des appareils sous-marins plus performants, surtout lorsqu’il ne s’agit justement pas de battre des records de vitesse, à l’image des robots équipés pour les grandes profondeurs.



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