[Pilotage] Prendre une courbe aujourd'hui

Je viens de trouver le superbe article sur Wikipédia

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La question de la nécessite des forces gyroscopique est discuté dans leurs références 1, 5 et 6.

Mais il y un autre pièce d'évidence : il existe des kits pour rouler sur neige avec une moto, où on remplace la roue avant avec un ski...

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Je ne suis pas sûr que la moto avec un ski à l'avant réagisse comme une moto à roue à la pression sur le guidon en ligne droite.
Je pense qu'elle doit tourner dans le sens ou on tourne le guidon quelque soit sa vitesse à la manière d'un skidoo.

Pas tout lu l'article wiki mais ils précisent quand même que le contre braquage est utilisé par les motards pour tourner, et ils parlent bien de braquer dans la direction opposée à la logique du virage.

Par contre, après visionnage de la vidéo, effectivement elle roule sans tenir par l'effet gyroscopique mais je pense que c'est un mélange entre la largeur de la chenille et la vitesse de progression qui assure la stabilité.

Mais on voit aussi que pour tourner franchement, il faut braquer dans le bon sens.

Si tu braque avant d'avoir pris de l'angle, comment tu vas éviter de tomber dans le mauvais sens ?

Ben si tu braques avant de prendre l'angle, effectivement ça doit finir par une chute puisque la "moto" se comportera comme une voiture mais je ne pense pas que les phénomènes physiques liés à la moto à ski soient en tous points comparables à ceux d'une moto à roues puisque exercer une pression sur un côté du guidon fait pencher et tourner cette dernière alors que la même action ferait tomber celle à ski.

une toupie ne tombe que quand il n'y a plus de giro.....comme une moto....[Vous devez être inscrit et connecté pour voir cette image]

Jeannot45 a écrit:

Mon impression, basée sur des essais de différentes jantes avant de poids différents (avec les mêmes pneus et suspension) est que le poids de l'ensemble jante/disque influe sur la facilité et la rapidité de la mise sur l'angle lorsqu'on pousse ou tire sur un côté du guidon (mouvement horizontal).

Indépendamment de leur influence sur l'effet gyroscopique, la masse de la jante et celle du disque interviennent directement sur l'équilibre de la moto par le mécanisme évoqué par Graham (si la moto n'est pas en équilibre, la direction se braque dans le sens qui, en modifiant la valeur de la force centrifuge, tendra à annuler ce déséquilibre).

Grosso modo, une augmentation de la masse des pièces situées en avant de l'axe de direction, que celles-ci soient en rotation (jantes, disques) ou fixes (phare, pince de frein, carénage de tête de fourche) aura le même effet qu'une augmentation de la valeur de la chasse.

On a même vu des motos deux-roues fonctionnant avec une chasse nulle, ou quasi-nulle, grâce au poids (à la masse) de leur moteur situé sur la roue avant :
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michel guichard a écrit:

Grosso modo, une augmentation de la masse des pièces situées en avant de l'axe de direction, que celles-ci soient en rotation (jantes, disques) ou fixes (phare, pince de frein, carénage de tête de fourche) aura le même effet qu'une augmentation de la valeur de la chasse.

Pépé a donné le nom "déport inertiel" à la distance entre l'axe de direction et le CdM de toute la partie qui tourne autour, ce que je trouve pas mal

En effet je crois que le cas chasse négative et poids en avant que l'équipe néerlandais a identifié comme des équilibres exceptionnels, pas exploités à ce jour. Alors, la Solex de M. Hulot semble leur avoir fait les freins

Je ne suis par sûr que les concepteurs du Solex aient pensé que c'était le "déport inertiel" qui permettait à leur engin de tenir sur ses roues.

Ceci dit, l'emploi de cette expression pour désigner le "déport du CdM avant" présente l'inconvénient de prêter à confusion avec le rayon de giration autour de l'axe de direction (qui est caractéristique de l'inertie de la partie avant, et qui intervient également dans les équations de l'équilibre d'un deux-roues).

À propos du Solex : du fait du système de transmission (un galet appuyé sur la roue avant), son moteur tournait en sens inverse des roues, venant diminuer l'effet gyroscopique de la roue avant. Sur la Yamaha M1, le moteur tourne également en sens inverse des roues, mais cette fois dans le but de venir en déduction de l'effet gyroscopique de la roue arrière.

Bicycle and motorcycle dynamics sur wiki ,il y a toute une page en britannique!!

GrahamB a écrit:

. L'effet de gyroscopique n'est pas essentiel,

Tu le redis souvent


il n'est ,certes ,pas essentiel , mais il existe , donc comme on n'a pas de contre gyro, il faut nécessairement en tenir compte dans la réflexion

et en roulant (dynamique) faut obligatoirement faire avec



et en drift ce n'est pas l'effet gyro qui oblige a contre braquer mais la glisse...

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Pickup a écrit:

il n'est ,certes ,pas essentiel , mais il existe

Bien sûr... surtout à haute vitesse où on mesure la difficulté de passer la moto à l'angle.

Et qu'est-ce que tu veux dire par "hautes vitesses"?

Il y a un peu de melange dans ce qui vient d'etre dit, a la fois sur l'effet gyroscopique et sur la stabilite. Juste pour preciser ces deux points :

- L'equipe de A.L. Schwab (TU Delft) a effectivement montre que l'effet gyroscopique n'intervenait pas necessairement dans la stabilite. J'ai ete le premier surpris, mais c'est maintenant un fait etabli. Ils ont construit une "patinette" sans effet gyro, et avec une chasse au sol negative, et malgre tout, l'engin est stable. Il y a encore du travail a faire de ce cote la pour tout comprendre...

- Comme dit au dessus, pour tourner, une moto doit commencer par pencher. Et il n'y a pas plus efficace que l'effet gyroscopique pour faire ca, passe une certaine vitesse. Une fois la moto sur l'angle, effectivement, on "accompagne" le mouvement. Mais c'est bien l'effet gyroscopique qui a permis de mettre la moto sur l'angle.

En 2 mots, pour preciser ces effets, un petit blabla. D'abord, quelques convention. On appelle Z l'axe vertical, X la direction du mouvement, et Y la troisieme direction (celle qui est sur votre gauche quand vous etes debout et regardez dans la direction X).
Si une roue (avec une inertie, sinon, ca marche pas) tourne autour de l'axe Y avec une vitesse donne (suffisamment grande, relativement a l'inertie), on peut observer deux choses :
- soit la moto tend a basculer d'un cote ou de l'autre (rotation autour de X). Si elle est bien concue, alors la combinaison des parametres geometriques fait que la roue a tendance a braquer dans l'autre sens (effet gyro, trainee, rappel gravitaire dans le cas du scooter de Delft, etc.). Ca, c'est la stabilite, et comme dit plus haut, on peut se passer de l'effet gyro (et de la chasse) pour l'avoir. Voir le papier publie dans Science : [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien]

- soit on tend a vouloir faire tourner la roue autour de Z, en appliquant un couple via le guidon, ce qui a pour effet de provoquer une rotation d'ensemble autour de Y. Et donc, la moto penche. Pousser sur un repose pied, ou sur le reservoir, si ca marche, a mon avis, c'est parce qu'on deplace le centre de gravite de l'ensemble. Si on ne touche pas au guidon et qu'on ne se deplace pas sur la moto, je ne vois pas de raison pour que la moto tourne, l'ensemble des efforts etant interieur au systeme (moto + pilote), et on ne fait pas intervenir de gyroscopie (sauf celle des elements tournant du moteur, mais je ne suis pas sur qu'ils aient de gros effets). Mains enlevees du guidon, vous pouvez essayer de pousser sur un repose pied, en basculant le buste du cote oppose, je suis pas sur que ca tourne (j'ai pas essaye, et la, il pleut pour que j'essaye...)

Donc, pour conclure :
- L'effet gyro est INDISPENSABLE pour tourner
- Il ne l'est ABSOLUMENT PAS pour la stabilite.

Pour vous en convaincre, comme dirait M. Guichard, il faudra resoudre les equations.

Stoner = Cà ne compte pas , ni la roue Avant , ni la roue Arrière ne sont dans l'axe de là ou il veut aller , il est tout en travers de partout

C'est quand qu'il revient

Pour le bicycle autostable sans effet gyroscopique, belle expérience de labo mais concrètement, je vois mal l'engin devenir une moto.
Ils font les tests sans pilote pour s'affranchir d'une variable qui est une des principales composante d'un engin monotrace.
Là aussi, à moins de vouloir nous assoir dans un siège et nous sangler dessus, je ne vois pas trop le but de la démarche.

L'effet gyro ne sert pas quand on roule?
Oui, si on considère la force inertielle qui nous pousse vers l'avant (cas de la moto à ski) mais non si on met une moto sur des rouleaux, façon attraction de fête foraine, et qu'on constate que tant que les roues ne tournent pas à une "certaine vitesse", la moto ne tient pas droit toute seule.
Idem pour les vélos sur "home trainer".

Et en moto, que ce passe t-il lors d'un blocage de roues au freinage?
Généralement rien de bon parce que la moto ne demande qu'à se coucher du côté où il y a le plus de poids et que pour espérer rester sur ses roues il faut que le centre de gravité soit toujours sur la droite qui relie les points de contacts des roues au sol.
Pourtant, l'inertie existe encore, et suffisamment pour que mouvement continue, mais la privation soudaine de l'effet des roues tournant prive l'engin de sa stabilité qui ne reviendra qu'à la reprise de rotation des roues.

Dans le cas de Stoner, et d'autres avant lui dont Doohan (et de tous les pilotes de grasstrack, dirtrack...) c'est plus une conduite "au cap".
Ca marche aussi sur routes sale. Les régions agricoles offrent souvent des routes jonchées de petits "pâtés" de terre.
Loin de moi l'idée de me comparer à Stoner ou autre et encore moins de dire que ce qu'ils font est facile mais pour la conduite en virage sur ce type de routes où les pertes d'adhérences, tant de l'avant que de l'arrière sont inévitables, la technique est de gérer l'angle au guidon et la direction aux gaz. Un peu plus, la moto pivote et un peu moins c'est l'avant qui élargit.
L'angle déterminant l'amplitude des dérives.
Ca fonctionne aussi sur le mouillé sans la terre.
Là, l'effet gyroscopique servira à freiner les variations d'angles, donc à les rendre contrôlables, et à maintenir la moto dans la position voulue malgré un centre de gravité déplacé par rapport à l'axe. (En même temps, sans ce déplacement, ça ne tournerait pas)
Pour comparer, on peut parler des réactions d'une moto à très basse vitesse (moins de 20km/h) sur surface très peu adhérente voire pas du tout comme le verglas où on peut passer de la position droite à étalé par terre en beaucoup moins de temps qu'il n'en faut pour s'en rendre compte parce que l'effet gyroscopique est inexistant ou presque, à une flaque d'eau prise "un peu trop vite" et qui provoque un phénomène d'aquaplaning qui aura à la base le même effet de perte totale d'adhérence mais qui, grâce à l'inertie continuera son mouvement et grâce à l'effet gyro ne se vautrera pas instantanément du côté où il y a plus de poids.

Petit commentaire sur l'effet gyroscopique d'un vilo: Ayant à ma disposition un CBR 600 (celui de mon épouse) et depuis longtemps, cet effet se sent assez nettement sur un 4 en ligne par rapport à un V4 au vilo plus court dans les phases de changements d'angles (pif/paf) et d'autant plus que le régime moteur est élevé (à régimes moteurs comparables bien sûr).

Dernier point: mettre des roues plus légères améliore la maniabilité, mais en moto, maniabilité et stabilité sont les deux extrêmes du comportement, extrêmes entre lesquels on cherche un compromis et quand on augmente l'un, on diminue l'autre. (En tout cas, sur les motos à fourches télescopiques et bras oscillants)

Alors oui, la moto n'a pas besoin de l'effet gyroscopique pour être stable, mais ça l'aide quand même vachement!

Je viens d'écrire tout un cours sur la conservation de quantité de mouvement de rotation, et je l'ai perdu...

Mais en sommaire, sous des hypothèses raisonnables (moment d'inertie de la moto sur l'axe X 20 fois plus grande que celle de la roue autour de son axe Y, CdM à 750mm du sol, 144km/h et contrabraquage de 5°):

-si le couple qu'il faut pour faire tourner la moto autour de son axe X vient uniquement de l'effet gyro,
il faudra 1,6s pour arriver à 50°;
-si on ignore l'effet gyro pour prendre en compte uniquement la réaction sol-pneu, on prend la même angle en 0,16s, alors 10 fois plus vite.

Ce qui compte pour le contre braquage, ca n'est pas l'angle, mais le couple, ou la vitesse de rotation. si on considere la vitesse globalement constante (en negligeant la variation en entree de virage avec le changement d'angle), l'equilibre en rotation (theoreme du moment cinetique, ou d'Euler chez les anglo saxon) donne que la somme des couples et des moments des forces s'equilibre avec le produit vectoriel de la vitesse et du produit du tenseur d'inertie par la vitesse, soit :

Sum( C_ext + (x-xc) ^ F_ext ) = w ^ J(w)

Donc la question qui se pose est : en combien de temps applique tu une variation de 5°? Si elle est "lente", la moto ne va pas tourner. Si elle est rapide, la mise sur l'angle le sera aussi. Pour le reste, pour avoir les ordre de grandeur en considerant toute la moto, il faut faire le calcul avec tout le systeme.

Oui Graham, mais en combinant la réaction sol/pneu ET l'effet gyro, on arrive à conduire une moto.

Parce que les cas où on a "besoin" de passer de 0 à 50° d'angle en 0,16s ne sont pas légion sur piste et encore moins sur route (parce qu'à 50°, on est très près de la limite ou on l'a déjà dépassée)

Je pense que si on pouvait se passer de l'effet gyroscopique et tourner aussi bien avec que sans, on ne fixerait pas le guidon sur la fourche mais sur le réservoir pour éviter tout mouvement parasite sur la direction...
(Bon... Ok, j'exagère... mais pas tant que ça.)

Dans les expériences stupides, conduire d'une main (la droite bien sûr) sur route viroleuse est très instructif parce qu'on se rend compte que quand on tourne à droite, on met naturellement du poids sur le bras par l'inclinaison du corps et se faisant on contrebraque (consciemment ou non) mais quand on tourne à gauche, même en déplaçant le corps vers l'intérieur du virage de la même manière, l'absence de poids sur le guidon fait qu'on ne tourne pas aussi bien et que pour le faire, il faudra tirer assez franchement sur la main droite.

Et pour rester sur la route, il suffit d'un passager "farceur" qui décide de se pencher dans une ligne droite pour voir que la seule solution fiable et rapide pour remettre la moto droite est de contrebraquer parce que si à ce moment on ne tient pas le guidon, le mouvement du corps ne sera pas suffisant.

Je rappelle que ce ne sont que des "constats" sur moto routière.
les motos de compétition ne mettent pas du tout les mêmes rapports de masses/forces en jeu. (pilote "lourd" par rapport à la moto et aux roues)
Mais une moto reste une moto: Un rapport de "forces" entre un pilote et un engin instable à l'arrêt.

Thieu a écrit:

Ce qui compte pour le contre braquage, ca n'est pas l'angle, mais le couple,

Mais si ! Précession est un effet de conservation de quantité de mouvement rotationnelle (qmr).
Quand tu braque (à droite) , tu changes le sens de l'axe de la roue de Y à Ycos(t) - Xsin(t). Donc pour annuler ce changement, la moto se met à tourner au sens + X sin(t). Le couple que tu imposes par le guidon détermine l'accélération, j'ai supposé le braquage instantané pour être le plus généreux.

Alors, si Ir est le moment d'inertie de la roue (autour de son axe) et Im celui de la moto autour d'X,
la vitesse de rotation de la moto sera (Ir/Im) sin (t) w, avec t l'angle de braquage et w la vitesse de rotation de la roue avant. Avec 5° de braquage, sin(t) = 0,087. Si on suppose Im/Ir = 20 et la roue tourne à 20 t/s (40m/s = 144km/h), ça donne 0,087 t/s, ou 1,6s pour arriver à 50°.

Pour l'effet de réaction sol-pneu: le bas de la moto va si virer (un peu près) sin(t) mètre pour chaque mètre qu'elle avance. Avec le CdM à 75cm, il faut que les pneus s'écartent de 57cm afin d'obtenir une inclinaison de 50°... donc 6,6m d'avancée. A 40m/s, ça n'occupe que 0,16s.

Évidemment j'ai beaucoup simplifié, car la réaction au sol déplace aussi le CdM dans le sens de braquage, mais c'est plutôt petit en comparaison.

GrahamB a écrit:

Thieu a écrit:

Ce qui compte pour le contre braquage, ca n'est pas l'angle, mais le couple,

Mais si ! Précession est un effet de conservation de quantité de mouvement rotationnelle (qmr).
Quand tu braque (à droite) , tu changes le sens de l'axe de la roue de Y à Ycos(t) - Xsin(t). Donc pour annuler ce changement, la moto se met à tourner au sens + X sin(t). Le couple que tu imposes par le guidon détermine l'accélération, j'ai supposé le braquage instantané pour être le plus généreux.

Alors, si Ir est le moment d'inertie de la roue (autour de son axe) et Im celui de la moto autour d'X,
la vitesse de rotation de la moto sera (Ir/Im) sin (t) w, avec t l'angle de braquage et w la vitesse de rotation de la roue avant. Avec 5° de braquage, sin(t) = 0,087. Si on suppose Im/Ir = 20 et la roue tourne à 20 t/s (40m/s = 144km/h), ça donne 0,087 t/s, ou 1,6s pour arriver à 50°.

Pour l'effet de réaction sol-pneu: le bas de la moto va si virer (un peu près) sin(t) mètre pour chaque mètre qu'elle avance. Avec le CdM à 75cm, il faut que les pneus s'écartent de 57cm afin d'obtenir une inclinaison de 50°... donc 6,6m d'avancée. A 40m/s, ça n'occupe que 0,16s.

Évidemment j'ai beaucoup simplifié, car la réaction au sol déplace aussi le CdM dans le sens de braquage, mais c'est plutôt petit en comparaison.

Non. Ce qui compte, c'est l'equilibre dynamique. Et ca, tu peux le prendre dans tous les sens, si tu braques extremement lentement, ou si tu pousses sur le guidon avec une toute petite force, tu ne beneficieras pas de l'effet gyroscopique. Les parametres lies sont la vitesse de rotation et le couple. Aucunement l'angle. Voir la, par exemple :

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Le reste n'a pas de sens, desole...

Je tiens à mon explication, qui ne relève que les lois de Newton. Le gyro n'est qu'une distraction.

Je t'invite de nouveau d'expliquer comment il est possible de "rouler" sur cette moto avec la roue remplacée d'un ski, si l'effet gyroscopique est indispensable pour tourner. Je crois me souvenir que les physiciens de Delft ont aussi remarqué la possibilité de mettre un ski ou un patin à glace. D'ailleurs, il n'y a pas de sens à séparer stabilité et la capacité de tourner : sans la deuxième, la première n'a pas de sens.

Je suis étonné qu'on cherche des explications si compliquées. Pour faire incliner la moto, il faut un couple autour de son axe X. Quoi de plus sample que servir du pneu pour appuyer latéralement à une distance du CdM, ainsi générant le couple nécessaire.

Mais bon.... bonne année à tous... :)

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Je ne pense pas qu'on puisse comparer un engin glissant à un engin roulant, quelque soit le nombre de roue.

Une voiture ne réagit pas comme une luge donc une moto ne peut pas réagir comme un "machin à skis"

Les vitesses n'ont pas grand chose de comparables, les besoins pour les faire tourner non plus.

Un lugeur déplace son poids vers l'intérieur du virage pour tourner (en agissant sur le patin extérieur pour initier le changement de direction) et gère avec le corps.
En voiture, on tourne le volant et on gère uniquement avec celui-ci.

En moto, c'est la même. On ne "presse" pas le guidon de la même manière en courbe rapide (au dessus de 200) comme celles d'Issoire (oui, l'autoroute...) comme on gère une épingle à 30km/h.
On déplace un poids (le notre) là où ça nous arrange et en fonction de la vitesse.

Partir de formules physiques et extrapoler le comportement est l'inverse de ce qui doit se passer.

Dans une épingle, on "plante" l'avant et le coup de gaz fait pivoter. Le corps est "droit", dans l'axe de la moto voire "du mauvais côté".
En courbe rapide, on est "groupé" sur la moto et la prise d'angle se fait au contrebraquage en se contentant de garder le corps (CdG) très peu décalé avec l'axe de la moto.

En physique pure, la formule est la même, il suffit de changer les chiffres mais dans la pratique, la démarche est totalement différente.

Je ne voulais pas créer une quelconque discorde, juste essayer de comprendre encore mieux les phénomènes physiques de la moto, celle qui a des roues et qui roule, penche, glisse, et dont le comportement change radicalement avec la vitesse.

Bon réveillon à tout le monde et "Love & peace"!

Thieu a écrit:

Ce qui compte pour le contre braquage, ca n'est pas l'angle, mais le couple, ou la vitesse de rotation.

ça je prend ,car ça corrobore mon ressenti

en effet en moto, pour tourner , j'avais tendance a lancer vivement mon corps en avant coté intérieur donc de "contre braquer" en poussant involontairement sur le guidon pour la mise angle

et je comprends de fait comme le souligne Toop (en première page)que appuyer sur le cale pied aura le même effet ! (ou se combinera)


Car notre action ne s'appuie que sur la moto elle même (qui est en mouvement)....et cela se combine ( fort heureusement) aussi avec les loi de Newton comme le dit Graham (on doit obligatoirementtomber pencher du bon coté )

il ne s'agit donc pas de contre braquer a proprement parler (donc pas doucement) mais de donner une impulsion assez vive (soit du couple en action rapide)

je comprend maintenant pourquoi avec mon T-max j'avais du mal a le mettre sur l'angle au début (car conduite buste droit et pieds en avant) et aussi parce que je ne connaissais pas la technique du CB



Bref, c'est très intéressant la dynamique d'une moto (si on y pense pas quand on roule lol)



bon réveillon a tous, c'était mon interlude

Pickup a écrit:

je comprend maintenant pourquoi avec T-max j'avais du mal a le mettre sur l'angle buste droit et pieds en avant (car je ne connaissais pas la technique du CB)

Tmax? Ca ne se comporte pas vraiment comme une Moto et ne se conduit pas pareil...
Le gros scoot, c'est le cul qui le dirige, pas les mains.