Marche au pas : patatras !

Les raisons de la résonance.

En 1850, une troupe militaire traverse au pas un pont suspendu à Angers. Ce bataillon bien discipliné provoqua la rupture du pont par phénomène de résonance. Bilan : 226 morts et une belle leçon !

 

Mais la résonance, qu’est ce que c’est ?

Il faut d’abord comprendre ce qu’est une fréquence d’oscillation : la fréquence est le nombre de fois qu’une oscillation (ou cycle) se produit par unité de temps (ou période). Plus les oscillations sont rapides, plus la fréquence est grande.

Ci dessous, la représentation d’oscillations, classées (de haut en bas) de la fréquence la plus faible à la plus élevée.

Sine_waves_different_frequencies_svg

La fréquence est mesuré en Hertz (Hz) :  32.000 Hertz = 32.000 ‘oscillations’ par seconde.

 

Faites cette expérience : prenez une règle en plastique et maintenez- la, plaquée, sur le bord d’une table, une partie dans le vide. Si vous appuyez sur le bout de la règle : elle va osciller de bas en haut à une certaine fréquence : sa fréquence propre (qui sera toujours constante, à condition de ne pas déplacer la règle).

Un autre exemple est celui de la balançoire. Vous poussez un copain qui est sur une balançoire : il va osciller d’avant en arrière.

Maintenant, si vous le poussez au moment exact où il repart en avant, que se passe-t-il ? Il va aller encore plus haut. Plus vous poussez au bon moment, plus il va aller haut. Il entre alors en résonance : la force (ou amplitude) des oscillations s’agrandit, même si on ne pousse pas fort du tout.

 

swing

 

Maintenant, si jamais vous le poussez au mauvais moment  (quand il revient en arrière, par exemple) : fini l’effet de résonance, votre copain n’ira pas bien haut.

Une balançoire effectue un cycle complet (départ du point de repos vers l’avant, retour en arrière, retour en avant jusqu’au point à verticale), ou une oscillation, en environ 2 secondes. Ainsi, elle effectue 0,5 oscillations par secondes, donc la fréquence de résonance du système balançoire est de 0,5Hz, bien moins grande que celle de la règle en plastique.

 

En fait, chaque objet : les ponts, les immeubles, une balançoire, ou même une simple règle en plastique, possède une fréquence de résonnance qui lui est propre. la fréquence à laquelle il oscille, spontanément, après un déplacement initial (avant de se remettre progressivement au repos à cause des frottements).

Si maintenant vous « poussez » ou « excitez » cet objet en rythme avec sa fréquence propre, la force (amplitude) de ses oscillations augmente rapidement : c’est le phénomène de résonance.

 

 

Et des exemples de résonance, il y en a plein !

 

On a vu l’exemple des balançoires, mais aussi quand un joueur de basket fait rebondir une balle, quand dans les films un chanteur casse un verre avec sa voix, quand l’onde sonore d’instruments à cordes s’amplifie dans une caisse de résonance.

Mais il y a aussi des exemples beaucoup plus impressionnants :

C’est à cause de la résonance que certains immeubles s’effondrent lors de tremblements de terre :

 

 

 

Quand les ponts sont soumis à de grosses rafales de vent (l’effondrement du pont de Tacoma en 1940).

 

 

 

C’est encore un belle métaphore qui s’offre à nous : pour faire tomber des immeubles de préjugés, WAX cherche d’abord la fréquence de résonance de ces stéréotypes (leurs caractères propres) , et pousse contre eux, non pas avec une puissance incontrôlée, mais avec justesse, précision et timing !

Peu à peu, l’effet s’amplifie et les idées toutes faites finissent par céder sous la « résonnance raisonnée en réseau » !

 

Article rédigé par Anso

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COMMENTAIRES



Êtes-vous un robot?

    Christian 10 août 2015 à 23h08 - Répondre

    4 9

    Plusieurs destructions de pont ont d’abord été attribué à un effet de résonance avant que l’ingénierie moderne à l’aide d’ordinateur parvienne à modéliser ces problèmes. L’exemple du pont de Tacoma en est un. Outre le systématique problème de conception, c’est un problème lié à l’aéroélasticité qui a causé l’effondrement de la structure.



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