Le chronophotographe, dont on a vu la description dans ce journal ( [1]), se prête à l’analyse de toutes sortes de mouvements : nos lecteurs connaissent déjà ces séries d’images par lesquelles la photographie instantanée retrace toutes les allures de l’homme et des animaux. La marche, la course, le saut, les différentes sortes d’escrimes ont èté ainsi étudiées ; le vol des oiseaux a èté analysé aussi par cette méthode, et chaque battement d’aile décomposé en ses phases successives.
Nous avons essayé d’étudier de la même façon le vol des insectes, mais ce problème présentait des difficultés particulières. En effet, plus l’objet dont la photographie doit saisir l’image se meut avec rapidité, plus le temps de pose doit être court. C’est ainsi que l’aile d’un Pigeon qui vole ne peut être nettement représentée que si l’on réduit la pose à 1/1000 ou même 1/2000 de seconde ; mais le Pigeon ne donne pas plus de huit coups d’ailes par seconde, tandis que les insectes en donnent un bien plus grand nombre : la Guêpe, 110 ; le Bourdon, 240 ; la Mouche commune, 550. Pour saisir nettement l’image de ces organes en vibration, il faudrait abréger le temps de pose en raison même de la rapidité de leur mouvement, c’est-à-dire que les poses devraient être réduites 1/20000, 1/50000,1/40000 de seconde, en chiffres ronds.
La difficulté n’était pas d’obtenir ces courtes durées d’éclairement avec l’obturateur rotatif du chronophotographe ; il suffisait pour cela de réduire à des fentes extrêmement étroites les ouvertures dont la coïncidence produit l’admission de la lumière. Mais avec une si courte impression lumineuse il était bien à craindre que, malgré la sensibilité des plaques, et malgré la puissance des agents rèvélateurs, aucune image ne se formât.
Pour avoir des chances de succès, il fallait recourir à un très puissant éclairage et racheter par" son extrême intensité l’extrême brièveté de l’impression lumineuse. Or, comme la lumière solaire est la plus intense que l’on connaisse, nous avons disposé l’expérience de telle sorte qu’un insecte au vol se détachât en silhouette sur le disque même du soleil.
La figure 1 représente les conditions essentielles de l’expérience ; nous allons en suivre les détails en commençant par la droite.
Un faisceau de rayons solaires, rèfléchis par 10 miroir d’un héliostat, tombe sur la lentille C qui les concentre à l’intérieur de l’objectif photographique,sur les disques de l’obturateur O. Quand les fenêtres de ces disques sont en coïncidence, le faisceau lumineux condensé les traverse ; puis s’épanouissant de nouveau, s’étale sur la plaque sensible S. Or, derrière la lentille C, un insecto est tenu par uno patte au moyen d’une pince ; l’image de cet insecte se peint sur la plaque sensible, sous forme d’une silhouette où les plus fins détails des nervures des ailes sont parfaitement apparents.
Ce procèdé, qui se prête à l’observation du vol captif, présente certains avantages ; il permet d’orienter l’insecte de différentes manières, et d’observer ses ailes sous différents aspects. Toutefois, comme il donne naissance à des efforts exagèrés de l’animal qui cherche à se dégager, il vaut mieux recourir a une autre méthode qui réalise les conditions du vol naturel.
A cet effet, on place au devant do l’objectif photographique (fig. 2) une boîte formée de deux tubes rectangulaires qui glissent l’une dans l’autre, suivant que la boîte doit s’allonger ou se raccourcir pour les besoins de la mise au point. Cette boîte est fermée en avant par une glace contre laquelle on place la lentille condensante qui concentrera les rayons de l’héliostat comme dans l’expérience ci-dessus (un arrachement pratiqué dans la paroi de la boîte laisse voir, à son inténieur, l’objectif photographique). En ce même endroit de la caisse se trouvait une ouverture par laquelle on introduit l’insecte en expérience. Un instinct naturel porte l’animal du côté de la lumière ; il vole donc contre Ia vitre qui a èté préalablement mise au foyer de l’appareil. Quand on constate que le vol de l’insecte s’effectue bien contre 1a vitre, on presse la détente qui met en marche lapellicule sensible, et les images se forment aussitôt. C’est de cette manière qu’a èté obtenue la figure3montrantdeux Tipules, dontl’uneest immobile et posée contre la vitre, tandis qu’au-dessous une seconde Tipule vole en agitant ses pattes de perses manières, et en donnant à son corps des inclinaisons variées.
Or, si l’on compare l’aspect de ces deux insectes, on voit que celui qui ne vole pas tient ses ailes dans un plan vertical, de sorte qu’on en aperçoit l’extrémité arrondie et que toutes les nervures en sont visibles. Surl’insecte qui vole, il sembleaucontraire que l’aile soit pointue, ce qui tient à ce que le bord postérieur en est soulevé, de sorte qu’il se présente obliquement ; la même raison empêche de voir distinctement les nervures. On aperçoit également que les ailes se meuvent dans un plan perpendiculaire à l’axe du corps, de sorte que, dans les mouvements du vol, elles ne se portent ni du côté de la tète, ni du côté de l’abdomen. Le même fait s’observe aussi dans le vol de l’Abeille (fig. 4).
Sur un insecte du genre Cerceris (fig5), il semble qu’il en soit autrement, mais nous avons pu nous l’assurer que ce n’est qu’une apparence. Le corps, en effet, n’était point vertical ; l’insecte s’aidait de ses pattes pour se soulever, tout en battant des ailes ; et sa tête touchait la vitre, tarndis que son abdomen en était fort éloigné. Dans cette attitude, les ailes, se portant en arrière, semblaient s’élever ; elles paraissaient s’abaisser quand elles se porlaient en avant.
Lorsqu’on tient l’insecte au bout d’une pince, oln voit, en l’orientant convenablement, que le mouvement des ailes se passe, en grande partie, du côté dorsal, de sorte que les ailes se touchent presque à la fin de leur mouvement en arrière, tandis qu’elles forment entre elles un angle de plus de 100 degrés du côté ventral. Il faudra multiplier beaucoup ces expériences pour arriver à déterminer complètement les caractères du vol dans les différentes espèces ; mais déjà ce que montre 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. confirme et complète ce que nous avaient appris d’autres méthodes, relativement au mécanisme du vol.
Dans un ouvrage antérieur, la Machine animale ( [2] ), nous avons montré que l’aile de l’insecte fonctionne dans l’air comme une godille dans l’eau, c’est-à-dire qu’elle agit comme un plan incliné, à chaque phase de son mouvement de va-et-vient. Nous ajoutions alors que cette inclinaison du plan de l’aile est toute passive, qu’elle n’est pas l’effet de 1’action de quelque muscle, rmais qu’elle est produite par la résistance de l’air elle-même. A l’appui de cette théorie, nous montrions un insecte factice dont les ailes, simplement flexibles en arrière et rigides en avant, s’inclinaient par la résistance de l’air dans leur mouvement de va-et-vient et produisaient la propulsion de la machine.
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. vient prouver que, sur l’insecte véritable, la résistance de l’air produit réellement des effets semblables, sans qu’on puisse attribuer ces changements d’inclinaison à quelque action musculaire. La figure 6 donne, à cet égard, des renseignements instructifs. On y voit assemblées une série d’attitudes assez curieuses des ailes.
L’image 1 (en partant de la gauche) montre une autre espèce de Tipule avec ses ailes verticalement étalées, c’est-à-dire dans le plan de l’axe du corps. L’insecte volait à ce moment, mais ses ailes se trouvent représentées à l’instant Où elles changent de direction et où, ayant fini la phase de leur oscillation qui va du dos au ventre, elles vont se porter du ventre au dos. A cet instant l’aile n’est sollicitée, ni d’un côté ni de l’autre, par la résistance de l’air, aussi, sa surface est-elle plane. Sur l’image 2, l’insecte a les ailes portées en arrière. L’image 3 correspond au milieu de la phase d’oscillation des ailes ; celles-ci, fortement inclinées par la résistance de l’air, semblent se terminer en pointe, apparence qui a déjà èté signalée plus haut. Enfin sur l’image 4, l’aile gauche présente une véritable torsion par l’effet de laquelle le voile flexible est surtout relevé du côté de l’extrémité de l’aile, à l’endroit qui a la vitesse la plus grande. En ce point, on aperçoit la face inférieure de l’aile, tandis que, plus en dedans, on n’en voit que la tranche, et plus en dedans encore, la face supérieure. Sur l’aile droite, le même effet, moins visible, s’arrête au degré qui donne au bout de l’aile l’aspect d’une pointe. Cette dissymétrie apparente de l’action des deux ailes tient à l’orientation de l’animal.
Ajoutons que, dans ces photographies, on voit très bien la position des balanciers, ces petits organes formés d’une boule à l’extrémité d’un fil, qui chez les diptères correspondentà la seconde paire d’ailes avortée. Le rôle de ces organes, dont l’ablation abolit la fonction du vol, a été très controversé ; on voit sur nos figures qu’ils participent aux mouvements des ailes, et tout porte à croire qu’en étudiant un grand nombre de diptères convenablement orientés, on arrivera à déterminer la vraie nature des mouvements des balanciers.
Ces quelques exemples montrent tout le parti qu’on peut tirer de 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. dans l’étude de mouvements qui, par leur rapidité extraodinaire, semblaient devoir toujours nous échapper.
Étienne-Jules MAREY, de l’Institut