Force de cisaillement

Les doigts des geckos ont donc une composition spécifique (lamelles, sétules, fibres de kératines), mais ce sont les caractéristiques des éléments qui composent ces doigts qui font que les geckos peuvent ainsi adhérer à presque tous types de surfaces. Ces composants sont régis par de nombreuses forces, dont la force de cisaillement.

La force de cisaillement est une contrainte s'appliquant de manière tangentielle ou parallèle à une face d'un matériau, il s'agit d'une force divisée par une surface, qui s'exprime en pascal et qui a donc la dimension d'une pression. Cette force s'oppose au glissement.

A l'aide d'un microdétecteur électromécanique, des scientifiques ont réalisé des expériences sur les sétules des geckos, afin de mesurer leur force de cisaillement (il s'agissait alors de Gekko gecko). Une sétule adhère au microdétecteur, qui est alors tirée parallèlement à la surface de celui-ci, afin d'exercer une pression et de pouvoir ainsi mesurer cette force.

Les résultats de cette expérience ont indiqué que la force de cisaillement maximale d'une setae était de 200 micronewtons, soit 32 fois la force prédite par des mesures sur l'animal entier. On constate également que l'angle entre la surface et la sétule détermine la force de cisaillement, et que lorsque cet angle est supérieur à 30°, la sétule se détache de la surface.

Comme les expériences que nous avons effectué avec des Rhacodactylus sp. nous amenaient à le penser, les mouvements de pattes des geckos sont donc biens déterminants dans leur adhérence. Ainsi comme nous le montre le schéma ci-dessus, l'adhérence est maximale quand la patte se pose, s'appuie et se rétracte. En effet lorsque l'on exerce une force de précharge à la sétule, en l'appuyant contre la surface, la force de cisaillement est égale à 40 micronewtons, soit six fois la force prédite sur l'intégralité de l'animal. Si en plus on combine à cela une force de traction (qui est exercée par le mouvement de la patte du gecko lorsqu'il se déplace), la force de cisaillement est multipliée par 32 et atteint 200 micronewtons.

Conclusion :

Lorsque les contraintes mécaniques de pression ou de traction augmentent, le nombre de setae mises en jeux dans l'adhérence augmente. Les forces qui s'exercent entre la surface et le gecko sont donc plus intenses.

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