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Deux chercheurs de l'Ohio State University ont construit un modèle pour explorer davantage le balancement subi par le Millennium Bridge à Londres. Dans leur article publié dans la revue Lettres de biologie , Varun Joshi et Manoj Srinivasan décrivent leur modèle et ce qu'il montrait.
En 2000, les ingénieurs qui ont conçu le Millennium Bridge de Londres ont été surpris de découvrir que des foules de personnes marchant dessus lors d'une cérémonie d'inauguration l'ont fait trembler et se balancer - deux jours plus tard, le pont a été fermé pour des raisons de sécurité. Dans des études ultérieures, les chercheurs ont découvert que le pont se balançait à cause du comportement de marche des piétons. Lorsque le pont bougea légèrement, ils ont réagi comme quelqu'un debout dans une barque essayant de l'empêcher de chavirer. Toutes ces personnes qui ont réagi ont provoqué une boucle de rétroaction qui a rendu le pont instable. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont amélioré les modèles antérieurs construits pour imiter le comportement du pont et en ont appris davantage sur les secousses et les balancements.
Les chercheurs ont d'abord construit leur modèle en 2015 avec des caractéristiques qui prenaient en compte des éléments tels que l'impact des individus se déplaçant au même rythme, changements de poids, ou même des actions aléatoires telles que des personnes se retournant. Mais ce modèle n'était pas en mesure de prendre en compte le coût énergétique d'un individu travaillant à stabiliser sa démarche. Dans leur nouveau modèle, ils ont ajouté une capacité à prendre en considération l'impact des ajustements que les gens font lorsqu'ils marchent sur une surface instable.
Les chercheurs ont découvert que le vacillement du pont ne nécessitait pas de synchronie de foule, ce que des études antérieures avaient suggéré était nécessaire pour que l'oscillation commence. Ils ont également constaté que la synchronisation des foules et le vacillement du pont ne devaient pas nécessairement se produire en même temps. Le modèle a également montré que lorsque le pont a commencé à vaciller, les gens qui y marchaient ont élargi leurs pas, qui nécessitait plus d'énergie, mais offrait plus de stabilité.
Marcher sur un pont branlant. (a) Oscillation de la plate-forme avec P 2, 4, 6 et 80 groupes de piétons représentant un nombre équivalent N 80, 240 ou 400 piétons. Le régime permanent est indépendant de P, sauf décalages temporels dus à une phase initiale aléatoire. Nous voyons des oscillations décroissantes pour un faible N, oscillations à périodicité multi-étapes pour N intermédiaires et oscillations périodiques à deux étapes pour N grand. montrant trois régimes qualitativement différents. (c) Mouvement du pont lorsque les bipèdes (P 8) sont identiques et non identiques. (d) Variation des paramètres d'ordre montrant que les bipèdes identiques se synchronisent mais pas les bipèdes non identiques. Voir le matériel électronique supplémentaire, des vidéos pour des animations de marche. (e) Le coût énergétique de la marche augmente lorsque les piétons secouent le pont, comparaison du cas de 400 piétons (tremblement) au cas de 80 piétons (pas de tremblement). Marcher sur un tapis roulant secoué. La différence de phase en régime permanent en fonction de (f) l'amplitude d'oscillation de la plate-forme et (g) la fréquence d'oscillation de la plate-forme. Les piétons entraînent vers la plate-forme des oscillations pour certaines fréquences et amplitudes. Toutes les quantités non dimensionnelles. Crédit: Lettres de biologie (2018). DOI :10.1098/rsbl.2018.0564
Les ingénieurs travaillant sur le problème d'oscillation n'ont pas eu à attendre le dernier modèle pour le résoudre, cependant, ils ont installé des amortisseurs qui minimisent considérablement les oscillations et les balancements, rendre le pont sécuritaire pour la circulation piétonnière.
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