Scoperto il meccanismo fisico dietro il classico « fischio » delle suole in gomma: non è semplice attrito, ma un fenomeno simile ai terremoti con scariche elettriche.
Tous ceux qui se sont trouvés au moins une fois dans une salle de basket pendant un entraînement ou lors d’un match avec des tribunes à moitié remplies auront reconnu l’incontournable son perçant des chaussures des joueurs qui « sifflent » en freinant sur le parquet. Pendant des décennies, ce phénomène ( comparable au sifflement des pneumatiques d’une voiture en virage ) a été attribué à un simple attrito produit par des surfaces qui se freinent les unes les autres, par à-coups. Aujourd’hui, une nouvelle étude menée par la Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) et publiée dans Nature révèle que la réalité est bien plus complexe et fascinante. Le stridore que nous entendons n’est pas un bruit au hasard, mais le résultat d’impulsions qui se propagent à des vitesses supersoniques le long de la semelle de la chaussure.
Ondes de choc sous nos pieds
À l’aide de caméras à très haute vitesse, capables de capturer jusqu’à un million d’images par seconde, les chercheurs dirigés par Adel Djellouli ont observé ce qui se passe réellement dans la zone de contact entre le caoutchouc mou et une surface dure. Ils ont découvert que le mouvement n’est pas uniforme: le caoutchouc se décroche et se réattache continuellement, créant des fronts de décollement rapides qui se propagent le long de l’interface. Ces impulsions, définies comme des « opening slip pulses« , se déplacent à des vitesses incroyables, frôlant ou dépassant celle du son. C’est précisément la fréquence à laquelle ces impulsions se répètent qui détermine la note musicale que nous entendons.
Mini fulmins et musique galactique
La recherche a mis au jour un détail presque futuriste: dans certains cas, ces impulsions de décollement sont déclenchées par de minuscules décharges triboélectriques. En pratique, le frottement génère de petits éclairs en miniature causés par le frottement du caoutchouc. Et ce n’est pas tout: les chercheurs ont compris que la géométrie des semelles (le dessin des crampons) agit comme une guide d’ondes. En modifiant la hauteur des blocs de caoutchouc, ils sont parvenus à contrôler la fréquence du son avec une telle précision qu’ils ont “joué” manuellement le thème de Star Wars en faisant simplement glisser des échantillons de caoutchouc de hauteurs différentes.
Des baskets aux grands tremblements de terre
L’aspect le plus surprenant de l’étude est néanmoins le lien avec la géophysique. Les physiciens ont observé que la dynamique de ces impulsions supersoniques dans les chaussures reflète celle qui se produit le long des failles tectoniques lors d’un séisme. Les ruptures qui se propagent dans la croûte terrestre se déplacent à des vitesses extrêmes, tout comme les signaux détectés à l’interface entre la chaussure et le sol.
Cette découverte ne permettra pas seulement de concevoir des matériaux avancés avec une adhérence réglable à la demande, mais elle tisse un pont entre la tribologie des matériaux souples et la dynamique des grands séismes, démontrant que la physique qui se cache derrière un panier peut expliquer les mouvements de la Terre.
