Les sous-marins du futur s'inspireront du calmar

Deux chercheurs de l'Université de Californie à San Diego ont étudié les avantages aérodynamiques et propulsifs d'un moyen de transport inspiré des céphalopodes

La nature est toujours une source d'inspiration pour les scientifiques, comme dans ce cas où l'on a étudié un modèle de sous-marin inspiré du calmar avec des études avancées de dynamique des fluides. L'article décrit les simulations réalisées sur des modèles en deux et trois dimensions et analyse les tourbillons du fluide que laisse derrière lui le corps inspiré du calmar.

Des résultats prometteurs

Les deux physiciens Xiaobo Bi et Qiang Zhu, du département de génie des structures de l'Université de San Diego en Californie, ont mis au point un modèle mathématique pour analyser en détail la propulsion pulsée des céphalopodes. L'étude a été publiée dans les pages de Physics of Fluids, revue d'AIP Publishing, et montre les très grandes vitesses que pourrait atteindre une forme semblable à celle d'un calmar. Le mécanisme de propulsion utilise des chambres qui absorbent d'abord de l'eau puis l'expulsent à haute pression ; le modèle prend également en compte le corps souple du véhicule.

Des aspects à améliorer

Les simulations de longue durée montrent toutefois une limite dans la stabilité du sous-marin en forme de calmar, due à des turbulences dans les écoulements et à la perte de symétrie du corps. Cet aspect permettra aux scientifiques de concentrer leurs études futures sur un système de relâchement et de raidissement du corps en fonction du cycle de propulsion et sur le contrôle passif de l'écoulement sortant. L'étape finale consistera à passer de la théorie à la pratique, comme l'explique Qiang Zhu : « Outre les simulations de modèles en deux et trois dimensions présentées dans le dernier article, nous travaillons avec une équipe interdisciplinaire pour construire un prototype du dispositif mécanique inspiré des calmars. Notre objectif est de réaliser à la fois la nage en ligne droite et des manœuvres. Ce projet combinera la dynamique des fluides, le contrôle, le développement de matériaux innovants et la conception robotique ». Qui sait si ces deux chercheurs atteindront leur but : peut-être verrons-nous dans quelques années, sur les fonds marins, en plus du très recherché calmar géant, un sous-marin en forme de calmar à l'œuvre.