Pourquoi les valises à roulettes bringuebalent-elles ?
Sylvain Courrech du Pont, chercheur au laboratoire Matière et Systèmes Complexes, a récemment publié une étude dans Proceedings of the Royal Society : L'instabilité des valises à roulettes, un couplage entre la translation et la rotation. Cette étude s'appuie sur un problème physique de la vie courante : la tendance qu'a une valise à osciller quand elle est tirée de manière très rapide.
Il se trouve qu'en réalité, cette oscillation est une instabilité mécanique due à un couplage entre les mouvements de translation et de rotation. Quand elle est instable, la valise oscillante atteint un mouvement de balancement périodique dont l’amplitude diminue avec la vitesse. Par conséquent, il faut accélérer pour atténuer l’amplitude des oscillations plutôt que de décélérer.
Un sujet léger... bien plus complexe que prévu
Cette étude est née d'un projet de physique expérimentale dans le cadre d'un module de recherche avec des étudiants en troisième année de licence de physique. Un exercice pratique amusant imaginé par Sylvain Courrech Du Pont mais dont le sujet est apparu bien plus complexe que ce qu’il n’y parait.
Dans une vidéo tournée par l’équipe1, une croix à roulette en aluminium à laquelle a été ajoutée deux poids sur chaque côté est disposée sur une table. Une expérimentation qui reproduit le mouvement de tangage, appelé roulis hollandais, et inhérent aux valises. Après avoir réalisé de nombreuses simulations via ordinateur et à l’aide d'équations mathématiques, Sylvain Courrech du Pont et ses étudiants ont pu affirmer qu’afin de limiter le tangage de sa valise… il faut accélérer !
1 Marion Grould, Michaël Wang et Pierre-Louis Pléau sont étudiants en troisième année de licence Physique à Paris Diderot.
