Mais qu'est-ce qui fait qu'un deux-roues tient en équilibre lors de la conduite ? Est-ce la force physique ? Est-ce le mouvement des pneus ? Il faut admettre que certains phénomènes mécaniques et physiques lors de la conduite d'un deux-roues sont difficiles à comprendre, surtout pour les motocyclistes qui ne sont pas experts en la matière. Pour vous éclairer sur la question, sachez que c'est grâce à l'effet gyroscopique qu'un deux-roues maintient son équilibre lorsqu'il roule.
Mais concrètement, qu'est-ce que l'effet gyroscopique ? Qu'est-ce qu'un gyroscope et quel est son rôle ? L'effet gyroscopique augmente-t-il avec la vitesse ? Les points essentiels dans cet article !
Quel est le rôle du gyroscope ?
Avant d'entrer dans le vif du sujet, il faut en amont savoir ce qu'est un gyroscope ! Celui-ci peut être défini comme un appareil électronique composé d'un disque dont l'axe de rotation est libre de prendre toutes les directions possibles, et cela, grâce à un système de cardans. Pour fonctionner, ce dispositif repose sur le principe de la conservation du moment cinétique en physique ! Bon, il est vrai que cette explication peut paraître technique pour certains motocyclistes. Pour faire simple, gardez en tête qu'un gyroscope est un mécanisme mis au point pour mesurer ou pour maintenir l'orientation ainsi que la vitesse d'un deux-roues en temps réel. Pour ce faire, le gyroscope emploie des capteurs pour détecter et pour analyser chaque mouvement de la moto. Vous savez maintenant ce que c'est un gyroscope.
Mais quel rôle joue-t-il exactement lorsqu'une moto est en mouvement ? Voici les différents rôles de cet appareil :
- Pour commencer, ce dispositif électronique joue un rôle fondamental dans la stabilité et dans la maniabilité d'une moto. Comment ? Simplement parce que l'effet gyroscopique se produit lorsque la moto roule à grande vitesse, créant ainsi comme une force qui permet aux deux-roues de rester en équilibre.
- Le gyroscope joue également un rôle clé lors des virages à haute vitesse. C'est par ailleurs grâce à cet appareil électronique que la moto arrive à maintenir sa trajectoire en s'opposant à la force centrifuge générée par le virage (à noter que c'est cette force qui entraîne le deux-roues vers l'extérieur de la courbe). C'est certainement la raison pour laquelle de nombreux motocyclistes prennent les virages le plus rapidement possible. Cela leur évite ainsi de perdre leur équilibre !
- Pour finir, le gyroscope est un dispositif indispensable qui permet au conducteur de manier correctement sa moto lors de la conduite. Si vous avez l'habitude d'être au guidon d'un deux-roues, vous avez sûrement remarqué qu'il est parfois difficile de manœuvrer l'engin à faible vitesse. En effet, les roues en rotation sont susceptibles de créer comme une sorte de résistance, rendant la tâche un peu plus compliquée pour le pilote. Néanmoins, il convient de souligner que le conducteur de la moto peut tirer avantage de cet appareil lorsqu'il roule à grande vitesse. Eh oui, cet appareil lui sera d'une aide précieuse pour maintenir la stabilité de la moto.
De même, l'effet gyroscopique peut s'observer sur un objet ne possédant pas de gyroscope. C'est le cas lorsque celui-ci conserve son axe de rotation en absence de force extérieure. Prenons l'exemple d'une roue de moto ou de vélo en rotation lorsque l'on tente de pencher cette dernière sur le côté, on ressent une résistance C'est la conservation du moment cinétique ou de la stabilité gyroscopique de rotation qui entrave ce mouvement. On parlera aussi d'effet gyroscopique au moment où une toupie qui tourne sur elle-même. Au lieu de tomber, la toupie maintient son équilibre tant qu'elle est en rotation. En principe, elle peut tourner en étant sur le même axe, même si le support sur lequel elle se trouve est incliné.
Qu'est-ce que ça veut dire gyroscopique ?
Le terme "gyroscopique" fait allusion à l'effet gyroscopique. Il s'agit là d'un phénomène physique qui se produit dès qu'une roue est en rotation. De manière générale, on retrouve l'effet gyroscopique dans les toupies, les avions, les voitures, les vélos… Leur stabilité ainsi que leur maniabilité dépendent en grande partie de la rotation de la roue. Il ne faut en aucun cas sous-estimer l'importance de l'effet gyroscopique ou de la force gyroscopique, car c'est grâce à lui qu'on a une meilleure compréhension des mouvements en rotation.
Pour revenir à l'effet gyroscopique sur un deux-roues, ce phénomène permet au conducteur de maintenir son engin en équilibre. Ce dernier se produit dès que les roues commencent à tourner ! Souvenez-vous aussi que deux principaux phénomènes sont observables lors de l'effet gyroscopique : la nutation et la précession. La force de nutation est une force perpendiculaire à l'axe du rotor sur une moto qui résiste au mouvement. La vitesse de précession correspond quant à elle au nombre de rotation par seconde que fait le gyroscope sur lui-même.
Applications pratiques de l'effet gyroscopique
L'effet gyroscopique qui traduit la résistance qu'oppose un objet en rotation à des changements d'orientation à de nombreuses applications pratiques. Son influence est généralement observée en avionique et sur la technologie des véhicules de transport ou de certains objets électroniques en mobilité. Ce faisant, il améliore la stabilité et l'équilibre en mécanique des solides.
Systèmes de guidage et navigation
Les gyroscopes sont essentiels à de nombreux domaines. Dans l'aéronautique, ils assurent le maintien d'une orientation stable et une navigation précise dans les airs. Sans gyroscopes, les pilotes auraient beaucoup de mal à repérer leur trajectoire et à maintenir l'accélération angulaire, surtout dans des conditions météorologiques défavorables. Dans le domaine maritime, les gyroscopes servent au maintien de l'orientation des sous-marins ou des bateaux. Ils aident à maintenir le cap avec précision, même dans les eaux fortement agitées.
Stabilisateurs et drones
La stabilisation est un critère essentiel lors de l'utilisation des drones, notamment dans le cadre de la capture d'images ou de la prise de vidéos. Les gyroscopes garantissent cette stabilité en ajustant instantanément l'orientation du drone lorsqu'il se trouve soumis à des mouvements imprévisibles. En outre, les caméras dans les bâtiments intègrent aussi des capteurs gyroscopiques. Lorsque ceux-ci détectent un mouvement, ils envoient une commande au module panoramique/inclinaison du dispositif de surveillance pour qu'il se concentre sur ce mouvement en question.
Véhicules et transports
Sur une moto, la vitesse de rotation des roues engendre un effet gyroscopique qui la maintient en équilibre. Une moto peut par exemple tenir en équilibre toute seule à partir de 35 km/h, et il devient dès lors impossible de modifier son axe. Ce même phénomène s'observe aussi à vélo, quand les roues tournent assez vite et empêchent le vélo de tomber en le maintenant en position verticale. Néanmoins, la stabilisation du vélo dépend également de la répartition du poids du cycliste et de la direction du mouvement.
Moto : l'effet gyroscopique augmente-t-il avec la vitesse ?
En voilà une question pertinente ! Comme il s'agit là d'un phénomène physique qui est particulièrement complexe, nous allons vous répondre en employant des termes très simples.
Les études menées sur le sujet ont clairement démontré que la vitesse d'une moto détermine l'intensité de l'effet gyroscopique. Autrement dit, plus une moto roule vite, plus l'effet gyroscopique est intense. Vous avez certainement compris que ce phénomène se manifeste afin de rendre une moto plus stable et plus maniable.
Les éléments qui peuvent avoir un impact sur ce phénomène
Il est vrai que la force gyroscopique se produit lorsqu'une roue est en rotation. Toutefois, il est important d'attirer votre attention sur le fait que d'autres facteurs extérieurs peuvent par ailleurs avoir un impact sur l'effet gyroscopique. Voici les éléments susceptibles d'affecter l'effet gyroscopique d'un deux-roues :
- Premièrement, le fait de transporter un passager peut influencer l'effet gyroscopique.
- Ajoutons à cela, le transport des bagages.
- Troisièmement, les virages peuvent aussi perturber ce phénomène physique.
- Le dernier facteur externe, mais non des moindres, le vent. Cela peut vous surprendre, mais celui-ci peut affecter l'effet gyroscopique.
Pour résumer tout ce qui a été dit, l'effet gyroscopique peut se définir comme une conservation du moment cinétique. C'est un phénomène qui fait que nous ne tombons pas en étant en déplacement sur des deux-roues comme des motos ou des vélos. Outre ces derniers, il s'applique aussi sur des moyens de déplacements comme les avions et les bateaux en les aidant dans leur navigation. Il est aussi possible d'observer cet effet sur différents objets en mouvement. C'est par exemple le cas d'une toupie qui tourne sur elle-même, d'un drone ou encore d'une caméra de surveillance. Vous savez maintenant ce que c'est l'effet gyroscopique et son rôle !
Bruno Asselin
Ingénieur en mécanique &
passionné de motos sportives