Une nouvelle génération de robots aquatiques brise les records de vitesse de nage

Pour atteindre cette performance exceptionnelle, l’équipe a également entrepris d’étudier la mécanique des fluides computationnelle et la vélocimétrie par image de particules (une technique de mesure optique non intrusive qui permet de voir et de quantifier les champs de vitesse à l’intérieur d’un écoulement), permettant une visualisation précise des mouvements. de l’eau autour du robot.

Les analyses ont révélé un mécanisme de propulsion distinct. Lors de chaque cycle de nage, le mouvement des ailes génère deux paires de vortex contrarotatifs (deux vortex qui tournent en sens opposés) : un premier lors de la phase de descente rapide, un second lors de la remontée spontanée. Ces structures vortex induisent des jets bifurqués ; qui se divisent en deux ou plusieurs branches distinctes ; dans le sillage du robot, responsable de la force propulsive.

L’efficacité du système repose sur le caractère non sinusoïdal (qui présente des variations irrégulières ou complexes) du mouvement. Contrairement aux robots classiques qui reproduisent l’ondulation continue des organismes marins, leur conception génère un profil de battement quasi rectangulaire. Cette fonctionnalité amplifie considérablement la poussée, atteignant une ampleur quatre fois supérieure à celle des systèmes traditionnels.

Les mesures de vélocimétrie laser ont validé expérimentalement ces prédictions numériques. Les distributions de vitesses spatiales ont révélé des structures d’écoulement analogues à celles observées dans le sillage de vraies raies manta, confirmant la pertinence hydrodynamique de cette approche biomimétique.