"La vie c'est comme une bicyclette…" Quiz de l'équilibre à vélo

« La vie c’est comme une bicyclette. Il faut avancer pour ne pas perdre l’équilibre. » D’après Google, c’est le grand Albert Einstein qui aurait dit ça un jour de grande inspiration. Elle est souvent accompagnée par une photo de lui où il a l’air de bien s’éclater sur son vélo. Mais outre l’aspect philosophique et sans parler du sens profond de la “Vie”, pourquoi est ce qu’il est plus difficile de garder l’équilibre sur nos deux roues au fur et à mesure que la vitesse se réduit?

Einstein batifolant sur son vélo

Qu’est ce que l’équilibre?

Alors, des idées? J’entends dans le fond que c’est quand on ne tombe pas. Je répondrai oui et non. En fait, d’un point de vue physique, c’est faux. D’après la loi de Newton, quelque soit la situation il y a un équilibre des forces, même quand on tombe. Mais dans le langage courant, ce mot est effectivement employé pour désigner quand on ne tombe pas.

De toutes manières, l’équilibre (même au sens littéral du terme) n’existe pas en condition d’équilibre instable (quand il est possible de tomber, par exemple: debout), contrairement à l’équilibre stable (par exemple: couché). L’équilibre instable est un déséquilibre constant pour nous, simples mortels qui ne connaissons pas la perfection. Une preuve? Quand on se tient debout en regardant devant soit, on a beau faire tout ce qu’on veut, on se sent légèrement osciller d’avant en arrière, de gauche à droite de manière aléatoire. Grâce à notre sensibilité (également appelé proprioception), nos muscles s’activent automatiquement pour garder la position. Dingue non?!!!

Pourquoi tombe-t-on?

À l’arrêt, il y a chute quand la projection du centre de gravité sur le sol sort du polygone de sustentation (oui, je sais, quel mot pompeux! Mais si tu arrives à le placer au prochain repas familial, ça fera son effet!) ou, en langage plus commun: la surface d’appui.

Pour la jeune skieuse pas très à l’aise ci-dessous, son centre de gravité représenté par la flèche verte, tombe dans son polygone de sustentation (en rouge) qui est très large. En effet, ses skis offrent une surface d’appui bien plus importante que ses pieds seuls.

Martine* au ski dans son triangle de sustentation

En vélo, le polygone de sustentation se résume à une ligne de l’épaisseur des pneus comme nous le montre Paulette* ci-dessous. Ainsi, il est difficile de faire du surplace à vélo, il suffit que le centre de gravité bouge d’un pouillème à droite ou à gauche et on perd l’équilibre.

Paulette* tient en équilibre sur une ligne de sustentation

Et quand on avance?

Lorsque l’on est en mouvement, un autre effet est à prendre en compte : la célèbre inertie. Encore un mot que bons nombres utilisent sans en cerner tout le sens. L’inertie est une sorte de force qui s’oppose à un changement de trajectoire (virage, mais aussi freinage ou accélération).

Prenons un camion qui roule en ligne droite à vitesse constante, tranquilou. D’un coup, Bambi sort du bois et fait piler le routier. Les freins ralentissent le camion, mais pas le gros bloc de pierre de son chargement. L’effet inertiel du gros caillou le projette en avant, comme illustré ci-dessous. A l’inverse, si le camion était super puissant, il aurait pu perdre son chargement lors d’un démarrage à la Fast and Furious.

De la même manière, c’est aussi l’effet inertiel qui permet d’essorer sa salade.

L’inertie d’un gros caillou

Somme des forces extérieures     =     Masse × Changement de vitesse

(Poids, frottements des pneus, …)     Effets inertiel (pas d’effet inertiel à l’arrêt)

Plus l’effet inertiel est important, plus les petites perturbations des forces qui s’appliquent aux cyclistes deviennent négligeables.

En conclusion

Sur deux roues, l’inertie permet de gommer les petits écarts de notre équilibre imparfait. Plus on va vite, plus les effets du déséquilibre sont négligeables devant l’inertie. Tel un gros caillou roulant, le cycliste va naturellement tout droit.

Bien sûr, d’autres phénomènes sont à prendre en compte. Mais ce sera pour un prochain article!

Et vous, combien de temps arrivez vous à tenir sur place à vélo?

Bonus qui n’a rien à voir avec la choucroute (ou presque)

Petit film court d’animation « Balance » de 1989 (balance veut dire équilibre en anglais)
*Noms d’emprunt 😉
Crédit photos :

• Einstein (d’après google « Einstein bicycle quote« )
• skieuse  (d’après google « ski beginner« )
• inertie du camion: d’après google « inertia truck stone »
• cycliste: ©Lauralala
• photo à la une surplace en fixie: ©David Malan.