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Pourquoi faut-il prendre de l’angle à moto ?

jeudi 9 août 2007, par Nicolas


En voilà une question qu’elle est bonne...

Pour comprendre comment l’inertie peut, en virage, provoquer le basculement de la moto vers l’extérieur du virage, il faut se souvenir que l’inertie agit sur toutes les parties de la moto, y compris sur le pilote, en les poussant vers l’extérieur du virage. Nous venons de voir que la force d’adhérence pneu-bitume permet aux pneus de suivre le virage, en les poussant vers l’intérieur du virage. Qu’en est-il du pilote, et du reste de la machine ?

Les pneus exceptés, aucun autre élément de la moto ne subit de force dirigée vers l’intérieur a priori : la conséquence en est que ces éléments sont entraînés vers l’extérieur du virage, et provoque le basculement de la moto vers l’extérieur, basculement qui a lieu autour d’un axe horizontal passant par les points de contact pneu-bitume (figure 10). Le problème est donc de déterminer comment cette tendance au basculement vers l’extérieur est compensée, autrement dit quelle est la force qui tire effectivement le pilote, le guidon, les clignotants, etc... vers l’intérieur du virage.


Figure 10 :
Les points de contact pneu-bitume forment un axe de basculement de la moto.

Il faut garder à l’esprit que la force d’adhérence n’agit que sur les pneus : elle ne fait donc pas une bonne candidate pour notre problème. La solution réside en fait dans l’action du poids de la moto.


Figure 11 :
Le poids compense, en tirant la moto vers le bas, la tendance au basculement vers l’extérieur du virage.

Le poids, vous vous en convaincrez aisément en consultant la figure 11, tire la moto vers le bas : en somme, comme celle-ci a tendance à basculer vers l’extérieur, le poids la retient. C’est même plus précis que ça : le poids agit d’autant plus fortement qu’il agit loin de l’axe de basculement (on dit qu’il possède un bras de levier important, ou encore qu’il induit un moment important). Par conséquent, l’effet du poids est d’autant plus marqué que la moto prend de l’angle.

Dans un virage serré, où l’accélération est donc importante, on a vu qu’il fallait exercer une force élevée pour maintenir le véhicule sur sa trajectoire : dans ce cas, non seulement la force d’adhérence doit être élevée (pour éviter que la moto parte dans les champs), mais en outre elle doit prendre beaucoup d’angle, de manière à ce que l’effet du poids (son bras de levier) joue à plein.

LE MANEGE
Pour donner une autre image de cet effet, considérons un manège suspendu (figure 12). On y est assis dans une chaise, suspendue par des chaînes à un plateau tournant.


Figure 12 :
Une autre manifestation de l’inertie, dans le manège : notre poids nous tire vers le bas... donc vers l’intérieur, via la chaîne. Cette dernière nous empêche ainsi d’aller tout droit... c’est-à-dire de sortir de la trajectoire circulaire.

L’inertie nous entraîne vers l’extérieur du manège. Ce qui nous retient, et nous force à suivre une trajectoire circulaire, c’est la force de tension de la chaîne, qui tire vers l’intérieur. Mais ce n’est pas tout : vous voyez que le poids joue, lui aussi, un rôle déterminant. C’est lui qui nous empêche de nous envoler (voir dessin en pointillé) : il nous tire vers le bas (et non vers l’intérieur du manège), mais indirectement, cela nous maintient à proximité de l’axe du manège. Ceci est très analogue à la façon dont le poids contrecarre la tendance au basculement de la moto : le poids tire certes vers le bas, mais comme les pneus (du fait de l’adhérence) sont "scotchés" au bitume, et constituent donc un axe de basculement, le fait de tirer vers le bas produit le même effet que le fait de tirer vers l’intérieur.

Comme je suis un bulot des maths et de la physique, vous comprendrez aisément que je ne suis pas le véritable auteur de ces lignes...
Le véritable auteur est Sylvain Reynal, il a rédigé en mai 2000 dans le cadre de ces études un super site web décrivant ses "Notes sur l’effet gyroscopique, et d’autres faux paradoxes"

Je vous conseille d’aller faire un tour sur son site, car il y a plein d’infos intéressantes décrivant le pourquoi de l’adhérence, l’explication des différentes forces etc...

Cliquez içi pour consulter ses notes :
Notes de Sylvain Reynal - mai 2000

Nicolas




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