Qu'est-tu, boomerang ?

A nos yeux, ce n'est qu'un bâton courbé a deux pales qui finit toujours par nous revenir après l'avoir lancé. Mais ce n'est pas tout...

Qui l'a inventé, quand ?

On suppose que le boomerang fut inventé par le peuple Aborigène australien, il y a des dizaines de milliers d’années (!). Mais la plus ancienne histoire d'un vol de boomerang ne remonte qu’a 1802. En cette année, l'ingénieur et explorateur franco-britannique Francis Barrallier  note dans son journal qu'il a vu des indigènes lançant "une pièce de bois en forme de demi-cercle"; "Ils le lancent dans l'air, le faisant tourner sur lui-même, avec une telle vitesse qu'on ne peut le voir revenir vers le sol; on entend seulement un sifflement".

Quels sont ses caractéristiques ?

Un boomerang « classique » possède deux pales en bois (ses ailes), reliées entre elles et formant un angle obtus de 107* et d'envergure de 40cm a 50 cm Les pales ont un profil d'aile d'avion, arrondi au bord d'attaque (extérieur) et plus plat vers le bord de fuite (intérieur). Il a une épaisseur variant de  5mm a 8mm, avec son dessous généralement plat et lisse. Son poids est en moyenne de 120g, inégalement reparti entre les deux pales (nous en reparleront juste après), et son centre de gravite se situe dans le "vide" entre ses deux pales.

Comment ça marche ?

Pour que le boomerang vole en cercle, il faut avant tout que ses ailes soient profilées comme celles d'un avion. Cela signifie que le dessus de l'aile doit être plus bombé que sa face inférieure. Quand on lance le boomerang, la pale traverse un flux d’air. Le chemin à parcourir sur la face bombée est plus long que celui du dessous (de l'aile). Pour "rattraper" la différence, l'air s'écoule plus vite sur la face supérieure que sur la face inférieure et "aspire" ainsi la pale vers le haut. Les ailes d'un avion fonctionnent exactement de la même manière.

Mais il existe de nombreuses différences entre un avion et un boomerang, entre autres la direction du lancer. L'avion vole en effet parallèlement au sol, un peu comme un frisbee. Un boomerang par contre est lancé verticalement, comme un vélo roule sur le sol. 

Cela fait que la poussée de l'air n'entraîne pas l'aile du boomerang vers le haut mais sur le côté ! Les boomerangs pour droitier volent toujours vers la gauche. Le boomerang est projeté verticalement vers l'avant, de façon à ce qu’il tourne sur lui-même. Deux forces agissent alors sur lui : le lancement l'entraîne vers l'avant et il pivote sur lui-même. Une force d'aspiration plus forte s'exerce sur la pale du boomerang qui se trouve alors en haut. 

Cette pale se déplace en effet plus vite puisque sa rotation suit exactement la direction du vol. Lorsque l'aile se trouve "en dessous", au contraire elle tourne dans la direction opposée à celle du vol et est donc plus lente. Le boomerang est donc toujours entraîné sur le côté, fortement en haut et plus faiblement en bas.

Pourquoi alors ne bascule-t-il pas et ne tombe-t-il pas à plat sur le sol ? Cela est dû au fait que le boomerang tourne sur lui-même pendant le vol. Les objets en rotation sont très stables en raison des lois de la physique et ne tombent pas facilement. Tu l'as sans doute observé toi-même sur les pièces roulant sur la tranche, les vélos ou les toupies. Le boomerang qui tourne ne bascule donc pas, mais il oblique légèrement sur le côté pour compenser. 

Tu peux te représenter cela comme faire du vélo sans les mains : pour diriger le vélo, tu l'inclines un peu sur le côté avec ton corps en roulant. Il ne tombe pas, mais décrit une courbe, exactement comme le boomerang. Quand il est lancé correctement, le boomerang suit une belle trajectoire circulaire et revient dans la main de son lanceur (mais pas forcement sans faire mal...).

Noe Millancourt, 3b, SVJ #327