Abstract

Cet article étudie la précision de la théorie de la force résistive (méthode de Gray et Hancock) qui est couramment utilisée pour l’analyse hydrodynamique des flagelles de natation. Nous avons fait une comparaison entre les forces, les moments de flexion et les moments de cisaillement calculés par la théorie de la force résistive et par la théorie plus précise des corps minces pour les formes d’onde planes de grande amplitude calculées pour un modèle de flagelle. En faisant un ajustement empirique vers le haut, d’environ 35%, des valeurs classiques du coefficient de traînée utilisées dans les calculs de la théorie de la force résistive, nous avons obtenu un bon accord entre les distributions des forces et des moments le long de la longueur du flagelle prédites par les deux méthodes lorsque le flagelle n’a pas de corps cellulaire attaché. Après cet ajustement, nous avons constaté que le taux de dépense énergétique calculé par les deux méthodes pour les quelques cas d’essai typiques était presque identique. La théorie de la force résistive est donc tout à fait satisfaisante pour l’analyse des mécanismes de contrôle de la flexion du flagelle, au niveau actuel de sophistication de cette analyse. Nous avons également examiné les effets de la présence d’un corps cellulaire attaché à une extrémité du flagelle, qui modifie le champ d’écoulement subi par le flagelle. Cette interaction, qui n’est pas prise en compte dans la théorie de la force résistive, est probablement insignifiante pour les petits corps cellulaires, tels que les têtes de spermatozoïdes simples, mais pour les corps cellulaires plus grands, ou les corps cellulaires qui ont des mouvements de grande amplitude transversaux à la direction de la nage, l’utilisation de la théorie des corps minces est nécessaire pour une analyse précise.