Vous êtes vous déjà demandé pourquoi il était si dur de marcher avec une tasse de café (ou de tout autre liquide) sans en renverser ? Et surtout, comment remédier à ce problème aussi universel que celui de la tartine qui tombe toujours du côté de la confiture ?

Une équipe de chercheurs en physique des fluides de l’université de Californie à Santa Barbara s’est aussi posé ces questions et voici quelques éléments de leurs réponses.

Tout d’abord, quelle est l’origine du problème ? Lors du déplacement de la tasse, un mouvement de balancier est créé à la surface du café et une vague se forme. Celle-ci rebondit régulièrement sur les parois de la tasse et le mouvement périodique de cette dernière créé par le marcheur a tendance à amplifier cette vague, de sorte qu’elle finit par passer par dessus bord et « Aïe, ça brûle ! ». Ce phénomène intervient généralement entre le septième et le dixième pas. Mais attendez, une minute : des oscillations libre à la surface et une excitations par le mouvement du marcheur, « c’est de la résonance, m’sieur ! ». Tout à fait, cher élève de terminale S, vous avez bien compris votre cours : la résonance a une fois de plus frappé (voir quelques vidéos de résonance pour vous rafraîchir la mémoire).

Bien, nous avons compris l’origine du problème, maintenant comment y remédier ? Plusieurs solutions sont préconisées par l’équipe de l’université de Santa Barbara :

• Marchez doucement : les buveurs de café ont tendance à accélérer pour atteindre plus rapidement leur destination, espérant prendre de cours la maudite vague sauteuse de bord de tasse à café. Bien mal leur en prend, il a, en effet, été scientifiquement prouvé que plus on cherche à marcher vite, plus on se rapproche de la fréquence propre du mouvement du café ce qui a pour conséquence d’amplifier la vague.
• Regardez la tasse, pas vos pieds : les chercheurs ont trouvé que les participants volontaires à l’expérience renversait plus souvent du café lorsqu’il regardait leur pied que la tasse. L’explication est la suivant : en regardant la tasse, le marcheur a tendance à ralentir, de plus, il réduit naturellement les vaguelettes créées par son mouvement (en physique des fluides, on dit qu’il réduit le bruit de fond). A ce point de l’étude, j’aimerais ajouter ma propre expérience que les chercheurs n’ont pas envisagé. Il me semble que l’on renverse encore moins de café en regardant au loin plutôt que sa tasse. C’est un résultat fondée sur l’expérience d’un seul et donc sujet à caution… Je vous invite, cher lecteur, à confirmer ou infirmer ce point, fort de votre propre expérience.
• Accélérez graduellement : en démarrant brusquement, une grosse vague est créée et c’est celle-ci qui finira par passer par-dessus bord.

Mais la meilleure solutions selon les auteurs serait de changer la forme des tasse à café, en s’inspirant des réservoirs de carburant anti-sloshing (ballottement) des missiles. Deux solutions sont proposées : mettre des parois souples aux tasse à café ou placer une série d’anneaux à l’intérieur des parois de la tasse, avec une forme calculée pour absorber certaines fréquences dans le mouvement du liquide.

Au fait, vous ne me croyez pas que des chercheurs ont réellement fait cette étude ? Et bien, amis anglophones, la voici, dans sa version originale. Toutes les images illustrant cet article sont tirées de l’article original.