La bande-son d’un match de basket est rythmée par le grincement des baskets. Désormais, les physiciens comprennent pourquoi.
Une vidéo à grande vitesse d'une chaussure qui dérape révèle un mouvement de stick-slip, une situation d'arrêt et de départ dans laquelle des parties de la semelle restent en place tandis que d'autres glissent vers l'avant. La chaussure glisse par impulsions, alors que de petites régions de la semelle se déforment légèrement et se détachent de la surface, rapportent le physicien appliqué de Harvard, Adel Djellouli et ses collègues, dans le rapport du 26 février. Nature. Les chercheurs ont découvert que la répétition régulière de ces impulsions produit un grincement.
Les impulsions se déplacent le long de la semelle, un peu comme la façon dont une nappe peut être mise en place en envoyant une ride de mouvement dessus. Mais dans la chaussure, les impulsions se répètent environ 4 800 fois par seconde, produisant un coup de pied qui modifie la pression de l’air ambiant pour créer un son. Le taux de pulsation correspond à la fréquence du son émis par la chaussure, qui détermine sa hauteur.
Dans les expériences, une surface en verre a servi de substitut au sol dur et lisse d’un terrain de basket, permettant aux chercheurs d’imager la chaussure d’en bas. Basées sur un concept appelé réflexion interne totale, les images de la semelle de la chaussure étaient claires là où elle entre en contact avec le verre, et sombres là où la chaussure s'est éloignée de la surface.
Une enquête plus approfondie utilisant des blocs de caoutchouc de silicone a révélé que les crêtes sur la bande de roulement d'une sneaker sont essentielles au son. Un morceau de caoutchouc plat, déplacé le long de la plaque de verre, produisait des impulsions chaotiques à intervalles inégaux, produisant un bruit confus plutôt qu'un ton clair. Les crêtes aident à organiser les impulsions en les guidant, de sorte que les blocs de caoutchouc avec bande de roulement grinçaient vigoureusement.
L'épaisseur et la rigidité du bloc déterminent la hauteur du son, ont découvert les chercheurs. Et cela suggère une façon de fabriquer des chaussures silencieuses : régler le grincement sur la gamme des ultrasons, inaudible pour les humains. Cela pourrait être accompli en rendant la semelle plus fine – même si cela n’est peut-être pas idéal pour les activités sportives – ou en modifiant sa composition, explique Djellouli. « Tant que cela ne vous dérange pas d'ennuyer votre chien. »
Les chercheurs ont également conçu des blocs en caoutchouc qui grinçaient à des hauteurs spécifiques, puis les ont utilisés pour jouer « La marche impériale » de Guerres des étoilesrévélant une autre vérité scientifique : Dark Vador aurait semblé bien moins intimidant si des chaussures grinçantes avaient marqué son entrée.
