Comment les ondulations apparaissent-elles à la surface d’une route de terre -

Comment les ondulations apparaissent-elles à la surface d’une route de ter

Sébastien Manneville, Nicolas Taberlet et Baptiste Percier devant la "machine à grains" qui a permis de reproduire l’effet "tôle ondulée". Photo ENS Lyon.
Vous l’avez sans doute croisé lors de la Fête de la Science, à l’ENS de Lyon : il animait un atelier de démonstration de la « machine à grains ». Baptiste Percier, doctorant au laboratoire de physique de l’ENS de Lyon est en effet du genre communicant enthousiaste : ses recherches le passionnent et il aime partager sa passion. Les nouveaux arrivants administratifs de l’ENS de Lyon, en septembre dernier, avaient pu également le rencontrer dans son labo.
Son sujet d’étude : la déformation en « tôle ondulée » des routes à la suite du passage répété des véhicules. Ce n’est pas seulement le confort des passagers des véhicules qui est en jeu : c’est surtout la dangerosité due aux pertes d’adhérence. Aujourd’hui, Baptiste Percier vient de publier dans Physical Review : Modeling Washboard Road : from experimental measurements to linear stability analysis. La publication a fait la une de Physics et du journal français "Pour la Science" . Démonstration, s’il en était besoin que vulgarisation et recherche vont de pair.
Baptiste Percier, épaulé par ses deux directeurs de thèse Nicolas Taberlet et Sébastien Manneville, s’en effet posé la question : comment les ondulations apparaissent à la surface d’une route de terre - Pour y répondre, l’équipe Matière et complexité du Laboratoire de physique de l’Ecole Normale Supérieure de Lyon (CNRS / ENS Lyon / Univ. Lyon 1) a reproduit ces instabilités en laboratoire sur un système modèle constitué d’un « patin » plat glissant sur une piste circulaire faite de sable. Les scientifiques travaillent maintenant à étendre leur analyse au cas d’une roue qui, à la différence du patin, compacte le sable et ne glisse pas.
Signalons qu’il a fallu, comme pour la plupart des expérimentations de physique, créer spécialement une machine pour réaliser l’expérience. Marc Moulin, responsable de l’atelier de mécanique du laboratoire de Physique et lauréat 2013 du Cristal du CNRS, a contribué à la réalisation de l’appareil "pour quelques pièces" dit-il modestement. La recherche est un travail d’équipe.
Effet "tôle ondulée" en laboratoire.
En savoir plus : Modeling Washboard Road : from experimental measurements to linear stability analysis , B. Percier, S. Manneville et N. Taberlet, Physical Review E. 87, 012203 (2013)
Lire l’article complet sur le site du CNRS : Comment les ondulations apparaissent à la surface d’une route de terre ?

Ce ne sont ni les oscillations verticales du véhicule, ni la présence des amortisseurs, ni le tassement du sable qui sont à l’origine des ondulations de la route. La clé du mécanisme de formation des rides repose en fait dans la force d’interaction entre la plaque et le sable. En intégrant cette force dans un modèle couplant le mouvement de la plaque et la modification du profil de la route par l’action de cette dernière, les physiciens ont montré l’existence d’une vitesse critique pour l’apparition des instabilités. Ils ont déterminé cette vitesse et la longueur d’onde des instabilités.