Depuis longtemps, les humains se demandent comment mieux se déplacer en toute sécurité sur des surfaces mouillées ou gelées, qu’il s’agisse d’améliorer leurs chaussures pour marcher sur des trottoirs dangereux ou leurs pneus pour manœuvrer sur les routes. Aujourd’hui, une équipe de chercheurs dirigée par l’Université d’Akron a étudié ce qui permet à certains animaux arctiques, tels que les ours polaires, de courir sur la glace sans effort et avec autant de grâce, sans glisser ni tomber.
« Nous avions un projet en cours depuis de nombreuses années axé sur la glace ; nous étudiions le frottement des matériaux et ce sujet nous intéressait car nous sommes à Akron et nos partenaires nationaux doivent développer des pneus avec une forte adhérence sur la route dans des conditions de glace et de neige », a déclaré Ali Dhinojwala, auteur principal de l’étude. professeur de science des polymères à Akron. « Nate (l’auteur principal Nathaniel Orndorf, ancien doctorant dans la même université et actuellement scientifique principal des matériaux chez Bridgestone Americas) s’intéressait à la manière dont la nature s’est adaptée à cette solution pour la neige. L’exemple qui lui est venu à l’esprit était celui des ours polaires – et c’est à partir de là que les recherches ont commencé.
Des études antérieures ont étudié les microstructures (les papilles ou de minuscules bosses sur le coussinet du pied) des pattes des ours polaires, affirmant qu’il s’agissait d’adaptations évolutives visant à améliorer la traction sur la neige. Cependant, ces études n’incluaient pas d’autres espèces d’ours, comme certaines espèces étroitement apparentées à l’ours polaire examinées par la présente étude, notamment l’ours brun ou l’ours noir américain.
Les scientifiques ont collecté des échantillons et des répliques de coussinets de pattes d’ours auprès de musées et de taxidermistes à travers les États-Unis et les ont examinés à l’aide d’un microscope électronique à balayage. De plus, ils ont également créé des impressions 3D des structures afin de faire varier le diamètre et la hauteur des éléments et les ont testés dans la neige pour évaluer leur réaction aux conditions défavorables.
L’analyse a révélé que si tous les ours (à l’exception des ours malais, une espèce plus éloignée des autres espèces étudiées par les experts) avaient des papilles sur les coussinets de leurs pattes, les papilles sur les pattes des ours polaires étaient 1,5 plus grandes que celles des autres espèces, un fonctionnalité qui les aide à augmenter la traction sur la neige. Bien que les ours polaires aient des pattes plus petites que les autres espèces – probablement en raison d’une plus grande couverture de fourrure pour la conservation de la chaleur – leurs papilles plus hautes compensent cela, provoquant une augmentation de 30 à 50 pour cent de la contrainte de cisaillement par friction.
« Les papilles ne sont pas propres aux ours polaires. Des travaux antérieurs (dans ce domaine) supposaient implicitement que les papilles elles-mêmes sont des adaptations pour une meilleure traction sur la neige, sans étudier les coussinets des autres ours. C’était fascinant pour nous de découvrir que les autres ours d’Amérique du Nord en ont aussi et que les caractéristiques physiques des papilles sont ce qui compte pour la traction sur la neige », a déclaré Austin Garner, co-auteur de l’étude et professeur adjoint de biologie à l’Université de Syracuse. .
Ces découvertes pourraient être appliquées au développement de meilleurs pneus automobiles, ainsi que d’équipements destinés aux alpinistes de haute altitude ou aux entreprises spécialisées dans la livraison de marchandises par mauvais temps.
L’étude est publiée dans le Interface du Journal de la Royal Society.
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Par Andreï Ionescu, Espèces-menacées.fr Rédacteur
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