L’essai suivant est reproduit avec la permission de The Conversation, une publication en ligne couvrant les dernières recherches.
Comme beaucoup de gens, je suis récemment devenu fasciné par la vie et les amours des classes dirigeantes des habitants de Westeros, où les habitants parfois charmants passent beaucoup de temps à se chamailler pour savoir qui est en charge. Game of Thrones est très divertissant – mais ne vous attachez à aucun des personnages, car la durée de vie dans leur monde semble assez variable.
L’un des nombreux aspirants dirigeants – Daenerys Targaryen – passe une bonne partie de son temps et chevauche parfois des dragons. Mon parcours d’ingénieur aéronautique m’a fait penser aux créatures mythiques et j’ai été frappé par le fait que pour voler, leur monde devait fonctionner un peu différemment de celui de la Terre.
Il est possible d’estimer la taille d’un dragon par rapport à Daenerys qui semble mesurer environ 1,6 m (5 pieds 3 pouces) avec une masse d’environ 60 kg (132 livres). Le corps du dragon semble être environ quatre fois plus long qu’elle, environ cinq fois plus profond et environ deux fois plus large, avec une queue à peu près de la même longueur et à peu près aussi épaisse que son corps. En supposant que la densité du dragon et de la femme soit à peu près la même, la masse d’un dragon adulte doit être d’environ 44 fois celle de Daenerys : environ 2 600 kg (5 700 lb).
Considérant que tout le monde à Westeros semble se déplacer de la même manière que nous sur Terre, supposons la même attraction gravitationnelle, ce qui place le poids du dragon à 26 000 Newtons (que nous appellerons O) à une accélération nominale due à la gravité de dix mètres par seconde par seconde (32 ft/s/s).
Si nous voulons comprendre l’aérodynamique des dragons volants, nous avons besoin de deux informations supplémentaires. Tout d’abord, la zone de l’aile. Chaque aile semble avoir une portée d’environ deux fois la longueur du corps principal du dragon, donc approchons les ailes comme deux rectangles de 4 m sur 8 m (13 sur 26 pieds), soit 64 m2 (340 pieds), que nous appellerons S.
Deuxièmement, la vitesse de décrochage, ou la plus lente à laquelle le dragon peut voler en toute sécurité avant de tomber du ciel. Il serait raisonnable de supposer que les dragons décollent et atterrissent à peu près à leur vitesse de décrochage, tout comme le font les avions et les oiseaux. A en juger par les programmes, il semble que la longueur du corps du dragon d’environ 13 m passe en environ trois secondes, ce qui place la vitesse de décrochage à environ 4,3 m/s ou 14 pieds/s.
Aérodynamique du dragon
En tant qu’ingénieur, lorsqu’on me présente un problème, j’ai l’habitude de recourir aux mathématiques, dans ce cas l’équation de levage standard de :
que je peux réorganiser pour : –
Si nous utilisons la densité de l’air terrestre standard au niveau de la mer de r = 1,2 kg/m3, cela donne un coefficient de portance de 36. Ce qui est complètement irréaliste.
A titre de comparaison, un ULM à ailes Rogallo – un minuscule avion monoplace ou biplace composé d’une armature légère et d’un petit moteur suspendu sous une aile textile de type deltaplane – aurait un coefficient de portance compris entre 2,2 et 2,7. Il ne fait aucun doute que l’évolution a adapté l’aile du dragon pour qu’elle soit très efficace, mais j’ai dû faire quelques hypothèses ici, alors j’ai opté pour un coefficient de portance maximum (ou CL.max) de 3,5.
Sans tenir compte de la possibilité de magie, cela nous dit que l’atmosphère de Westeros doit être bien plus dense que la nôtre. En utilisant les mêmes chiffres, nous pouvons calculer à quel point :
12kg/m3, ou environ 10 fois que la Terre normale (nous appelons cela 10 bars) semble désagréablement élevée, mais en fait ce n’est pas si mal. C’est à peu près ce qu’un plongeur éprouverait à 100 mètres de profondeur – parfaitement survivable.
Il y a des preuves empiriques qui soutiennent cela. En regardant quelques épisodes de Game of Thrones, vous remarquerez que presque tout le monde peut ramasser une lance ou une épée et la lancer à des distances dont un lanceur de javelot olympique serait profondément envieux. Étant donné que la gravité semble être à peu près similaire à la nôtre, cela suggère que les armes lancées génèrent beaucoup plus de portance que sur Terre, ce qui correspond à une atmosphère de densité plus élevée.
Il y a quelque chose dans l’air
Quel est le mélange de gaz dans cette atmosphère, me suis-je demandé ? L’atmosphère terrestre est composée de 21 % d’oxygène, 78 % d’azote et 1 % de divers autres gaz. Nous savons que 21 % d’oxygène suffisent – vous et moi le respirons en ce moment – tandis que des concentrations d’oxygène de 30 % rendent à peu près tout hautement inflammable (au-delà, cela commence à devenir explosif). Cela semble assez probable à Westeros, car quiconque s’approche de la moindre bouffée de souffle de dragon semble prendre feu, alors qu’il est à noter que la plupart des habitants sont tous paranoïaques à l’idée d’allumer des feux n’importe où sauf à l’intérieur d’un château de pierre. Westeros a probablement un air à haute densité avec environ 30% d’oxygène, mais pas plus.
Et le reste ? Je vais hasarder une supposition éclairée ici que ce n’est peut-être pas l’azote auquel nous sommes habitués sur Terre, mais plutôt l’argon – un gaz inerte qui est le gaz le plus courant sur terre après l’azote. L’argon est 42% plus dense que l’azote et permettrait une atmosphère plus dense à une pression un peu inférieure à 10 bars.
Il existe deux lois relatives aux gaz qui peuvent être utilisées ici pour déterminer le comportement du mélange air d’argon et d’oxygène : la loi de Charles pour additionner les composants et la loi de Boyle pour montrer ce qui se passe lorsque la pression augmente. En les appliquant, je peux montrer qu’à environ sept atmosphères de pression, une atmosphère à 70 % d’argon et à 30 % d’oxygène a une densité d’air de 12 kg/m3, et ainsi les dragons peuvent voler. En termes simples – nous pouvons avoir une atmosphère plus dense si l’air est plus lourd – dans ce cas en remplaçant l’azote inerte que nous avons sur terre par l’argon plus lourd (ou plus précisément, plus dense).
Cet argon-oxygène (ou argox) sera en fait modérément narcotique lorsqu’il est respiré à haute pression. Cela pourrait peut-être en partie expliquer le comportement régulièrement irrationnel et carrément agressif observé chez de nombreux citoyens de Westeros.
Ainsi, un peu de physique de base, d’aérodynamique et une connaissance pratique de la physiologie humaine peuvent vous en dire beaucoup sur Westeros – où les dragons volent, le feu est à craindre et le comportement irrationnel des gens n’est pas nécessairement lié à ce qu’ils boivent, mais ce qu’ils respirent.
Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l’article d’origine.
