Un pendule dans le vent, ça bouge énormément

Pendule - Sous l'action du vent, un objet tel qu'un arbre ou un avion, peut être soumis à des évènements soudains et parfois dommageables dont l'origine n'est pas toujours clairement identifiée. En étudiant les transitions d'un simple pendule sous l'action d'un vent régulier, les chercheuses et les chercheurs démontrent qu'elles obéissent à une statistique de la famille des statistiques extrêmes, c'est-à-dire dues à des évènements rares mais intenses. Un objet sous l'action du vent est soumis à des forces aérodynamiques qui sont la force de portance, celle qui fait voler les avions, et la force de trainée, qui caractérise la résistance de l'air. Des tourbillons apparaissent dans le sillage de l'objet, créant des fluctuations importantes de ces forces et pouvant générer des comportements soudains. Ainsi, un simple pendule circulaire soumis à un vent régulier possède deux positions stables en raison des équilibres entre son poids et les forces de portance et de trainée, mais subit des transitions soudaines entre ces deux positions en raison de leurs fluctuations1. En observant sur des temps longs le mouvement d'un tel pendule et en analysant ces transitions de façon statistique, les physiciennes et les physiciens ont montré que leur statistique était similaire à celle de la transition vers la turbulence observée dans le cas d'un fluide dans un tuyau, à savoir régies par des évènements rares et intenses. Ils posent ainsi le système canonique du pendule simple en interaction aérodynamique comme un paradigme étonnamment simple pour la compréhension des lois statistiques de phénomènes dits extrêmes.