Le grincement aigu des baskets sur un terrain de basket est plus qu’un simple sous-produit du jeu ; il s’agit d’un phénomène physique complexe enfin compris par les chercheurs de l’Université Harvard. Une nouvelle étude, publiée dans Nature le 26 février, révèle que le son n’est pas dû à un frottement aléatoire, mais au résultat d’un mouvement rapide de « stick-slip » dans la semelle de la chaussure.
Le mécanisme stick-slip
L’analyse vidéo à grande vitesse montre que lorsqu’une chaussure pivote ou s’arrête brusquement, sa semelle ne glisse pas facilement. Au lieu de cela, des parties du caoutchouc agrippent le sol tandis que d’autres collent momentanément, puis se relâchent en rafales rapides. Ces éclats créent des ondulations qui se propagent le long de la semelle à une vitesse étonnante : environ 4 800 fois par seconde. Chaque ondulation impacte l’air ambiant, provoquant des changements de pression qui se traduisent par une onde sonore grinçante.
“La fréquence du son correspond au rythme de ces impulsions de glissement”, explique Adel Djellouli, physicien appliqué impliqué dans l’étude.
Cela signifie que la hauteur du grincement n’est pas arbitraire ; cela est directement lié à la vitesse à laquelle la semelle glisse et s’accroche.
Le rôle de la conception de la bande de roulement
Les chercheurs ont découvert que la conception de la bande de roulement de la chaussure est essentielle. Un bloc de caoutchouc plat glissant sur une surface ne produit qu’un bruit chaotique et étouffé. Cependant, lorsque des crêtes sont présentes, elles canalisent ces impulsions de glissement, les organisant selon un schéma régulier. Cette organisation est ce qui produit le grincement distinct et aigu. En testant des blocs avec et sans crêtes, l’équipe a confirmé que la bande de roulement guide les impulsions, les rendant cohérentes.
Implications et applications futures
L’étude a également révélé que l’épaisseur et la rigidité du matériau de la semelle influencent la hauteur du grincement. Cela ouvre la possibilité de concevoir des baskets « silencieuses » en réglant la fréquence sur une gamme ultrasonique – inaudible pour les humains. Cependant, note Djellouli, de telles chaussures pourraient gêner les compagnons canins qui peuvent détecter ces fréquences.
À titre de démonstration ludique, les chercheurs ont même utilisé des blocs de caoutchouc conçus sur mesure pour jouer à « La Marche Impériale » de Star Wars, prouvant que la présence de Dark Vador serait beaucoup moins intimidante avec des chaussures grinçantes.
Cette recherche met en évidence à quel point des sons apparemment banals comme les grincements de baskets sont régis par des principes physiques fondamentaux. Les résultats pourraient conduire à de nouveaux matériaux et conceptions pour les chaussures de sport, mais il reste à voir si les athlètes bénéficieront du silence.
