Le grand requin blanc (Carcharodon carchariasLe grand requin blanc est un chasseur rapide et puissant, capable d’atteindre des vitesses allant jusqu’à 6,7 m/s lors des sauts, bien qu’il préfère nager à des vitesses plus lentes pour migrer et attendre sa proie. Une équipe de chercheurs japonais a étudié la structure de la peau du grand requin blanc pour en savoir plus sur la façon dont ces créatures s’adaptent si bien à une large gamme de vitesses. Leurs découvertes pourraient conduire à des avions et des bateaux plus efficaces avec une traînée considérablement réduite, selon un article récent publié dans le Journal of the Royal Society Interface.
Comme nous l’avons déjà signalé, quiconque a touché un requin sait que sa peau est lisse si on la caresse du nez à la queue. Mais dans le sens inverse, elle est aussi douce que du papier de verre. Cela est dû aux minuscules écailles translucides, d’environ 0,2 millimètre de taille, appelées « denticules » (car elles ressemblent fortement à des dents) qui recouvrent tout le corps du requin, en particulier les flancs et les nageoires de l’animal. C’est comme une armure pour les requins, et cela sert également à réduire la traînée dans l’eau pendant la nage.
La traînée de pression est le résultat de la séparation de l’écoulement autour d’un objet, comme un avion ou le corps d’un requin mako lorsqu’il se déplace dans l’eau ; l’ampleur de la traînée de pression est déterminée par la forme de l’objet. C’est ce qui se produit lorsque l’écoulement du fluide se sépare de la surface d’un objet, formant des tourbillons qui entravent le mouvement de l’objet. Comme le corps du requin ondule constamment pendant qu’il nage, il a besoin de quelque chose pour aider à maintenir l’écoulement attaché autour de ce corps afin de réduire cette traînée. Les denticules servent à cet effet.
Il existe également une traînée de frottement résultant de la force de cisaillement entre le milieu fluide et la surface d’un objet en mouvement. En gros, lorsqu’un objet se déplace dans un fluide, comme l’air ou l’eau, le fluide le plus proche de la surface de l’objet, appelé couche limite, est entraîné avec lui, exerçant sur l’objet une force opposée à la direction du mouvement. Plus la distance par rapport à la surface est grande, plus la vitesse d’écoulement est élevée.
Par exemple, les requins mako peuvent nager à une vitesse de 110 à 130 km/h, ce qui leur vaut le surnom de « guépards de l’océan ». En 2019, des scientifiques de l’Université d’Alabama ont déterminé un facteur majeur expliquant la vitesse de déplacement des requins mako : la structure unique de leur peau, en particulier les denticules autour des flancs et des nageoires de leur corps. Les requins mako ont développé un aspect passif distinctif de « poils » sur certaines de leurs écailles pour nager plus vite. Près de régions comme le nez, les écailles ne sont pas particulièrement flexibles, elles ressemblent plutôt à des molaires encastrées dans la peau. Mais près des flancs et des nageoires, les écailles sont beaucoup plus flexibles.
Interface du Journal de la Royal Society
Cela a un effet profond sur le degré de résistance à la pression que subit le requin mako lorsqu’il nage. Les denticules du requin mako peuvent se plier à des angles de plus de 40 degrés par rapport à son corps, mais seulement dans le sens de l’inversion du flux (c’est-à-dire de la queue au nez). Cela contrôle le degré de séparation du flux, à l’instar des alvéoles sur une balle de golf. Les alvéoles, ou écailles dans le cas du requin mako, aident à maintenir le flux attaché autour du corps, réduisant ainsi la taille du sillage.