Mécanique animale

Des mouvements que certains animaux exécutent pour retomber sur leurs pieds, lorsqu’ils sont précipités d’un lieu élevé.

Étienne-Jules MAREY, de l’Institut

Dans des études que je poursuis à la Station physiologique [1] sur la locomotion des animaux, il est certains phénomènes que l’œil n’a pas le temps de suivre et dont il est parfois difficile de comprendre le mécanisme. De ce nombre est l’acte par lequel un animal qu’on laisse tomber d’un lieu élevé se retourne, s’il y a lieu, de manière à retomber sur ses pieds afin d’amortir les chocs au moment de l’atterrissement. Il est un dicton d’après lequel un chat retomberait toujours sur ses pattes. J’ai pu vérifier que le même phénomène s’observe sur d’autres espèces d’animaux, le lapin et le chien, par exemple.

Cet effet a quelque chose de paradoxal au point de vue mécanique, attendu que ces animaux, libres dans l’espace pendant leur chute, manquent de point d’appui extérieur pour effectuer ce retournement. Quelques personnes ont pu croire que l’animal, au moment où on le lâche, prend appui sur les mains de la personne qui le tenait suspendu. D’autres ont supposé que, par des actes brusques, l’animal trouvait un appui sur la résistance de l’air.

Comme l’œil est incapable de saisir ce qui se passe réellement dans ces cas, j’ai recouru à la chronophotographie Chronophotographie La chronophotographie est le terme historique qui désigne une technique photographique qui permet de prendre une succession de vues à intervalle de temps fixé en vue d’étudier le mouvement de l’objet photographié. pour saisir les phases successives du phénomène ( Pour obtenir les photographies, le chat était tenu à la main par une personne montée sur une planche soutenue par des tréteaux. Il tombait devant mi champ obscur [fig. 1 et 2].) . Sur la bande pelliculaire qui se déroule au foyer de l’objectif on obtient une série d’images qui, lues de droite à gauche, représentent l’animal à des phases de plus en plus avancées de sa chute et de son retournement. C’est sur le chat qu’ont été obtenues les deux figures ci-contre.

Dans la figure 1 l’animal est vu de côté ; il est vu au contraire suivant son axe longitudinal dans la figure 2. Ces deux séries d’images se complètent l’une par l’autre pour faire bien saisir la nature du mouvement exécuté.

Disposées en forme de zootrope, ces images reproduisent le mouvement de l’animal dans des conditions très favorables, parce qu’on peut donner une assez grande lenteur au phénomène. En effet, si l’on photographie les images à raison de 60 par seconde, on peut les faire passer au-devant de l’œil avec une vitesse de 10 seulement à la seconde ; cela suffit pour que le mouvement paraisse absolument continu ; mais alors il est six fois plus lent que dans la réalité. Et comme à chaque tour du zootrope le phénomène se reproduit identique à lui-même, on finit par en saisir tous les détails.

Or on voit que l’animal, d’abord courbé de façon que son dos soit fortement convexe et dirigé en bas, redresse sa colonne vertébrale et la courbe en sens inverse ; en même temps, une torsion se produit suivant l’axe de la colonne vertébrale et le couple résultant de l’action musculaire tend à faire tourner la partie antérieure et la partie postérieure du corps en sens contraire l’une de l’autre.

Mais la rotation de ces deux moitiés du corps est fort inégale. Elle porte d’abord presque exclusivement sur l’avant-main ; puis, quand celui-ci a tourné de 180 degrés environ, c’est l’arrière-main qui tourne.

L’inspection de ces figures exclut tout d’abord l’idée que l’animal s’imprime un mouvement rotatif, en prenant un point d’appui sur. les mains de l’opérateur. Car les premières images de chacune des deux séries montrent qu’aux premiers instants de sa chute le chat n’avait encore aucune tendance à tourner ni d’un côté, ni de l’autre. Sa rotation ne commence qu’avec la torsion du rein.

Quant à l’hypothèse d’un appui sur la résistance de l’air, elle n’est pas plus admissible ; car, en raison du sens des mouvements de l’animal, si cette résistance avait des effets sensibles, elle produirait une rotation inverse de celle qui s’observe.

C’est sur l’inertie de sa propre masse que le chat prend des appuis successifs pour se retourner. Le couple de torsion que produit l’action des muscles vertébraux agit d’abord sur l’avant-main dont le moment d’inertie est très faible parce que les pattes antérieures sont raccourcies et serrées près du cou, pendant que les membres postérieurs, fortement allongés et presque perpendiculaires à l’axe du corps, présentent un moment d’inertie très résistant au mouvement de sens inverse que le couple tend à produire.

Dans le second temps, l’attitude des pattes est inverse, et c’est l’inertie de l’avant-main qui fournit un point d’appui pour la rotation de l’arrière.

Cette explication, qui m’a été fournie par notre confrère Guyon, me semble très simple et entièrement satisfaisante [2]