CR ROUES DE VOITURES

POURQUOI LES ROUES DE VOITURES
TOURNENT-ELLES A L’ENVERS DANS LES PUBLICITES ?
Auteurs :
BRUNET Marion
CAMPOURCY Fantine
NASLIS Alizéa
Elèves du collège Saint Exupéry de Contres (41700)
Enseignant
JAHANT Emmanuel
Sciences Physiques
Notre projet a débuté par une observation simple : dans une publicité récente pour une
nouvelle voiture française, on peut s’apercevoir que sur les images, les roues tournent à
l’envers alors que la voiture est en train d’avancer. Du moins, on voit clairement que les roues
de la voiture ont tendance à changer de sens de rotation : parfois elles semblent tourner vers
l’avant, ce qui est logique, puis elles semblent ne plus tourner, puis tourner vers l’arrière et
ainsi de suite. Le véhicule, lui, est constamment en train d’avancer !
Nous nous sommes donc questionnées sur les raisons de ce phénomène. Au départ nous nous
sommes demandées s’il s’agissait d’une illusion d’optique.
Après quelques recherches, nous avons compris que le principe était plus complexe qu’il n’y
paraît : c’est en réalité la combinaison de plusieurs défauts.
Afin de répondre correctement à la
question, nous avons fait des
recherches plus précises sur la
persistance rétinienne ainsi que sur
l’effet stroboscopique.
Nous avons eu quelques surprises
lors de l’étude de la persistance
rétinienne. En effet, nous avons
appris que la communauté
scientifique s’affronte sur ce sujet.
Certains scientifiques ne sont pas
d’accord avec d’autres sur l’existence
de cette persistance. Certains parlent
plutôt de l’effet Phi ou du
mouvement Bêta. Cependant, tous
s’accordent sur la possibilité de parler de cette persistance rétinienne dans le cadre de la
télévision ou du cinéma.
La persistance rétinienne est la capacité de l'œil (et du cerveau) à superposer une image déjà
vue aux images que l'on est en train de voir. Elle résulte du temps de traitement biochimique
des signaux optiques par la rétine et le cerveau. Elle est plus forte et plus longue si l'image
observée est lumineuse.
Cette propriété de l'œil est utilisée par le cinéma et la télévision pour donner l'impression d'un
mouvement continu à partir d'une séquence d'images.
Nous avons réalisé une expérience à l’aide d’un disque entraîné par un moteur et d’un
stroboscope. Sur le disque est placé une bande de couleur différente, pouvant modéliser le
rayon d’une jante de voiture.
Nous avons fait tourner ce disque à l’aide d’un moteur alimenté par un générateur.
Ensuite nous avons éclairé le disque à l’aide d’un stroboscope. Le stroboscope est un appareil
qui va fournir un certain nombre de flashs lumineux par seconde. On peut ainsi reproduire le
principe de la télévision.
Les résultats ont été à la hauteur de nos espérances : en faisant varier la vitesse de rotation du
disque, sans faire varier la fréquence des flashs, nous avons observé le même phénomène que
dans la publicité.
Ainsi, nous avons pu passer d’un disque qui tourne vers l’avant à un disque immobile, puis à
un disque qui recule. Du moins, c’est ce que notre œil a vu, car en fait le disque tourne
toujours dans le même sens !
Voici l’explication :
La voiture démarre, elle roule de gauche à droite, et la roue se met à tourner. La bande
blanche tourne également... Voilà ce que l’on observe au fur et à mesure que la voiture va
avancer :
Voici les 12 images successives que l’œil va capturer en une seconde. Bien évidemment, nous
avons simplifié en parlant de 12 images par seconde, car en réalité l'œil humain est un
appareil beaucoup plus compliqué.
Imaginons que la voiture accélère. Sur le dernier dessin, la roue a fait à peine un tour en une
seconde, puisque le rayon a fait le tour de la roue au bout de la 12e image que l’œil a vue.
Mais si la voiture roule plus vite, la roue tourne plus vite.
En fait si la voiture roule 2 fois plus vite que dans le dessin précédent, au lieu de voir les 12
images ci-dessus, nous verrons un dessin sur 2 lors des 6 premières (en orange) :
Si la voiture roule encore 2 fois plus vite (4 fois plus vite qu'au départ), nous verrons 1 dessin
sur 2 par rapport aux images au-dessus, 1 dessin sur 4 par rapport aux images du début (en
orange) :
Finalement, lorsque la vitesse augmente, nous voyons le rayon blanc de plus en plus "tard".
Eh bien, à partir d'une certaine vitesse, la roue va tourner si vite qu'entre deux images
détectées par l’œil, elle aura fait presque un tour :
Du coup nous aurons l'impression que la roue tourne à l'envers !
Bien entendu tout ceci se fait progressivement, car la vitesse de la voiture augmente de façon
continue (sa vitesse ne double pas instantanément, elle augmente au fur et à mesure). Nous
verrons donc le rayon blanc accélérer puis ralentir, puis repartir dans le sens inverse, et si la
voiture accélère encore alors à nouveau le rayon va repartir progressivement dans le bon sens,
etc. Pareil quand la voiture ralentira évidemment.
Cette manipulation nous a permis de comprendre les raisons du phénomène observé : en
réglant le stroboscope sur certaines valeurs bien précises, il est possible d’observer le même
phénomène que durant la publicité.
Nous avons donc finalement réussi à résoudre en grande partie notre problématique : c’est la
persistance rétinienne de l’œil humain associée à la fréquence de rotation de la roue qui sont
responsables de ce phénomène !
Avec davantage de temps, nous aurions certainement complété nos travaux en essayant de
comprendre ce que sont l’effet Phi et le mouvement Bêta. Nous avons tenté de les
comprendre, mais cela s’avère relativement complexe…
Nous aurions également bien aimé essayer de réaliser nous même un film nous permettant
d’observer le phénomène.