Soutenance de thèse de Camille ARACHELOFF

Lieu : C404 4ème étage du batiment C Barre Cassan Campus Pierre et Marie Curie 7-9 quai Saint Bernard 75 005 Paris France
Salle : Institut de Biologique Paris Seine - IBPS -  Sorbonne Université.  

La thèse sera soutenue en anglais.

Composition du jury :
M. Romain GARROUSTE ISYEB,                                    Directeur de thèse
M. Jerome CASAS Université de Tours                        Rapporteur
Mme Stacey COMBES UC Davis                                   Rapporteure
Mme Violaine LLAURENS College de france                Examinatrice
M. Dominic VELLA University of Oxford                       Examinateur
M. André NEL ISYEB - MNHN                                        Co-directeur de thèse
M. Benjamin THIRIA PMMH - ESPCI                              Co-directeur de thèse
M. Ramiro GODOY DIANA PMMH - ESPCI                    Co-encadrant de thèse

Mots-clés : biomecanique,fossiles,bio-inspiration,evolution,aérodynamique,vol battu,

Résumé :
Les Odonates (ordre d’insectes comprenant les libellules (Anisoptère) et les demoiselles (Zygoptère)) ont des capacités de vol remarquables qui sont le résultat d’interactions fluide-structure complexes, notamment entre leurs ailes et l’air. Les ailes sont des structures hétérogènes flexibles composées d’une membrane complexe et d’un réseau de nervures qui influencent localement la rigidité. Leurs caractéristiques morphologiques (taille, géométrie, réseau de nervures, présence de structures spécifiques comme le nodus…) présentent une grande diversité du fait du nombre d’espèces d’Odonates et de leur répartition géographique extrêmement large. Le vol des Odonates est un vol battu où les ailes subissent de grands déplacements et ainsi que d’importantes déformations. La forme prise au cours du vol a un impact sur la production de force aérodynamique, or cette forme est liée aux propriétés mécaniques de l’aile. Nous avons étudié des ailes provenant de 23 spécimens venant de sept familles différentes via des tests de vibration en faible amplitude, permettant de déterminer leur fréquence de résonnance dans le cadre linéaire. Dans ce régime, les fréquences de résonance des ailes sont nettement supérieures aux fréquences de vol. Nous nous sommes ensuite penchés sur une famille de Zygoptère (Pseudostigmatidae) pour laquelle une étude en grande amplitude a pu être menée mettant en évidence un comportement non linéaire des ailes. 

En effet, lorsque l’amplitude de déplacement augmente on observe une diminution de la fréquence de résonance de l’aile, un décalage vers des fréquences plus faibles par rapport à celle obtenue dans le domaine linéaire. Pour des déplacements similaires à celles subit lors du vol, les fréquences de résonances se trouvent dans la gamme de fréquences de vol de cette famille. Dans une dernière partie nous nous sommes penchés dans la conception d’aile artificielle et l’étude des forces aérodynamique via l’utilisation d’un dispositif de vol battu. Nous avons testé des modèles simplifiés d’aile d’Odonates en nous basant sur les caractères de la nervation afin de mener une étude comparative. Ce dispositif et cette méthode de conception des ailes pourront servir de base pour une étude comparative entre les ailes de taxons modernes et fossiles. 

Nous pourrons ainsi mieux comprendre l’évolution de ces insectes et les capacités de vol de certaines espèces éteintes comme les Meganeuridae, lignée géante du Paléozoïque dont les plus grands spécimens avaient une envergure totale avoisinant les 70 cm, en ouvrant la porte vers une paléo-bioinspiration utilisant l’immense registre fossile de ces insectes.

Lieu : C404 4ème étage du batiment C Barre Cassan Campus Pierre et Marie Curie 7-9 quai Saint Bernard 75 005 Paris France
Salle : Institut de Biologique Paris Seine - IBPS -  Sorbonne Université.  

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