Les pigeons se dirigent comme des hélicoptères et génèrent une portance à la descente et à la montée durant les virages à basse vitesse

Le tournant est crucial pour les animaux, en particulier lors des interactions prédateur-proie et pour éviter les obstacles. Pour les animaux volants, tourner consiste à modifier (i) la trajectoire de vol, ou le chemin de déplacement, et (ii) l'orientation du corps, ou la position angulaire en 3D. Les changements dans la trajectoire de vol ne peuvent être réalisés qu'en modulant les forces aérodynamiques par rapport à la gravité. Comment les oiseaux coordonnent la production de forces aérodynamiques par rapport aux changements d'orientation du corps pendant les virages est crucial pour comprendre les stratégies de contrôle utilisées dans le vol manœuvré des oiseaux. Nous avons émis l'hypothèse que les pigeons produisent des forces aérodynamiques dans une direction uniforme par rapport à leur corps, nécessitant des changements d'orientation du corps pour rediriger ces forces afin de tourner. En utilisant une cinématique 3D détaillée et des distributions de masse corporelle, nous avons examiné les forces aérodynamiques nettes et les orientations corporelles chez des pigeons volant lentement (Columba livia) exécutant des virages de 90° à plat. La force aérodynamique nette moyennée sur la phase de descente était maintenue dans une direction fixe par rapport au corps tout au long du virage, même si l'orientation corporelle des oiseaux variait considérablement. Au début du virage, les changements d'orientation du corps redirigeaient principalement la force aérodynamique de la descente, affectant la trajectoire de vol de l'oiseau. Par la suite, le pigeon a principalement récupéré l'orientation corporelle utilisée en vol en avant sans affecter sa trajectoire de vol. Fait surprenant, la montée du pigeon a généré des forces aérodynamiques qui étaient environ 50 % de celles générées durant la descente, presque équivalentes aux forces de montée relatives produites par les colibris. Ainsi, les pigeons réalisent des virages à basse vitesse de manière très similaire aux hélicoptères, en utilisant des rotations corporelles complètes pour modifier la direction de la production de force aérodynamique afin de changer leur trajectoire de vol.