En vue de répondre à une question que l'on m'a posé par mail, je vous invite à commencer par faire un petit peu de physique.

Considérons un objet posé sur un support, cette boite par exemple:

A quelle(s) condition(s) va-t-elle rester dans sa position actuelle?

Les éléments du puzzle sont:

  • le centre de gravité
  • les forces qui s'y exercent
  • la surface de contact
  • l’adhérence entre les surfaces

Cote forces, on considère la résultante, dans le cas présent il n'y a que l'attraction terrestre aussi la force est verticale dirigée vers le bas.

Pour le centre de gravité, prenons le centre de la boite.

La surface de contact est un rectangle, quand à l’adhérence, considérons pour l'instant qu'elle est assez élevée pour que la boite ne glisse pas sur son support.

On le voit sur la première photo, la résultante se projette bien à l'intérieur du rectangle de contact, pas de souci la boite est bien stable.

Si maintenant je tourne la boite, elle se retrouve dans un état d'équilibre instable qu'un rien pourrait faire basculer. La projection de la résultante passe maintenant par un des bords de la surface de contact.

D'ailleurs, en regardant la photo, on constate que la partie haute n'est plus vraiment en contact; on ne repose en fait plus que sur une arête.

En généralisant un peu il s'avère que seul l'endroit ou la projection de la résultante traverse le polygone formé par les sommets a de l'importance:

  • à l'intérieur du polygone -> stable
  • sur son pourtour -> instable
  • à l’extérieur -> basculement en cours !

Il ne reste plus qu'à considérer que le contact d'une roue avec le sol est ponctuel (ce qui n'est évidement pas le cas quand on s'approche, mais pour le cas qui nous concerne cette approximation est quand même utile) pour pouvoir postuler que:

  • les véhicules à N roues (N > 2) sont stables dans la mesure où la projection de la résultante des forces est à l'intérieur du polygone (convexe) formé des points de contact des roues avec le sol.
  • les véhicules à 1 et 2 roues sont instables et tombent en continu; l'apprentissage consiste de fait à acquérir les réflexes conduisant à compenser continuellement cette instabilité naturelle.

Notons également que dans certains cas (la première photo par exemple) l'adhérence sur le support peut être trop faible, ainsi un glissement se produit avant que le basculement ne commence.

La suite? Après tenue du bureau de vote & dépouillement.