Route et lois physiques

4. DISTANCES
Le chemin de réaction est déterminé par la
vitesse (vitesse double = chemin de réaction
double). Pour éviter une collision, le conduc-
teur devra veiller à ce que la distance entre le
véhicule qui le précède et le sien soit supérieure
au trajet qu’il accomplit à vitesse identique
pendant le temps de réaction. Si l’on tient
compte du fait que les feux stop peuvent ne
pas être perçus sur-le-champ et que les freins
mettent un certain temps à agir, il faut respecter
une distance supérieure au chemin de réaction
proprement dit.
Exemple:
Deux véhicules roulant à 120 km/h se suivent à
un intervalle d’une seconde.
1 seconde
120 km/h
Si le conducteur précédent freine d’urgence et
que l’autre conducteur réagit au bout de
2 secondes, une collision s’ensuivra inévitable-
ment. Sur chaussée mouillée, la vitesse d’im-
pact sera de 71 km/h (µF = 0.6), sur chaussée
sèche même de 80 km/h (µF= 0.75).
La distance entre les véhicules est un aspect important lié à la vitesse. Elle
doit être telle qu’un conducteur puisse s’arrêter à temps, même en cas de freinage
brusque et inattendu du véhicule qui le précède. La distance d’arrêt dépendant de
la vitesse, il faut respecter un intervalle de sécurité
correspondant.
Pour mémoire:
Distance de sécurité = vitesse divisée en deux, c.-à-
d. intervalle de 2 secondes par rapport au véhicule
qui précède
Conditions défavorables (mauvaise visibilité,
brouillard, etc.): augmenter l’intervalle,
c.-à-d. distance de sécurité = vitesse effective
Exemple:
Pour dépasser un véhicule lancé à 60 km/h, il
faut compter près de 270 m.
Donc: pour dépasser en sécurité, on devra
disposer d’un tronçon visible de 540 m au mini-
mum
(= 2 x 270 m).
5. DÉPASSEMENT
Les études montrent que le temps de dépasse-
ment (déboîter, doubler, se remettre en file)
est pratiquement indépendant de la vitesse. Si
l’on tient compte d’un intervalle de sécurité de
2 secondes environ, il faut compter avec un
temps de dépassement de 12 secondes. Vu que
le trafic en sens inverse s’approche lui aussi à
une vitesse déterminée, la distance de visibili-
té représentera deux fois le trajet de dépasse-
ment nécessaire.
Les dépassements font partie des manœuvres les plus dangereuses.
Lors du dépassement, la mauvaise estimation des vitesses et des distances
par rapport à d’autres véhicules est cause d’accidents.
Distance de visibilité s
v
= 2 . t
d
. v
d
s
d
Tronçon de dépassement [m]
au dépassement s
v
Distance de visibilité
au dépassement [m]
Tronçon de t
d
Temps de dépassement [s] (≈12 s)
dépassement s
d
= t
d
. v
d
v
d
Vitesse de dépassement [km/h]
Pour mémoire:
Au dépassement, la différence de vitesse sera
de 20–40 km/h au moins.
La distance de visibilité doit être le double au
moins du tronçon nécessaire au dépassement.
Dépasser: dans le doute s’abstenir!
6. VIRAGES
Un véhicule qui effectue un virage est soumis à
une force appelée force centrifuge. La stabilité
latérale la compense et empêche le véhicule de
déraper – à condition d‘être supérieure à la
force centrifuge.
Le seul paramètre apte à modifier la force
agissant sur le véhicule est la vitesse. A vites-
se double, la force centrifuge est quadruplée.
Pour cette raison, il suffit d’un léger excès
de vitesse pour que le véhicule sorte de la
chaussée.
Un véhicule qui effectue un virage est soumis à la force centrifuge. Cette dernière augmente
en fonction de la vitesse et du rayon de la courbe. Lorsque la force centrifuge est supérieure à
l’adhérence latérale disponible, le véhicule commence à chasser à l’axe avant et arrière.
Force centrifuge Fc=m .v2FcForce centrifuge [N = kg .m]
rs2
m Masse du véhicule [kg]
Accélération transversale
at=v2v Vitesse [m/s]
r r Rayon de la courbe [m]
atAccélération transversale [m/s2]
Pour mémoire:
Avant de prendre un virage, adapter
à temps la vitesse à la situation
(rayon de courbe, état de la route).
Exemple: accélération transversale dans les
virages
Un conducteur moyen a l’habitude d’une accé-
lération transversale de 4 m/s
2
environ. A par-
tir de valeurs de 6.5 m/s
2
, il est impossible
d‘effectuer un virage sans courir de risque.
Autrement dit, une courbe d’un rayon de
r = 50 m permet de rouler tout au plus à 64
km/h. A 65 km/h déjà, le véhicule sortira de la
chaussée.
Même Einstein n’est pas parvenu à déjouer les lois de la physique!
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Route et
lois physiques
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ÉNERGIE
Tout corps en mouvement accumule de l’éner-
gie cinétique. Celle-ci augmente au carré de la
vitesse. Si la vitesse double, l’énergie est qua-
druplée ce qui correspondrait à une hauteur de
chute également multipliée par quatre.
L’importance de l’énergie détermine les consé-
quences d’un accident.
DISTANCE D’ARRÊT À DIFFÉRENTES VITESSES:
Vitesse Chemin de Chemin de freinage Distance d’arrêt
réaction ch. sèche mouillée verglacée (= chem. de réaction + chem. de freinage)
(Temps de (µ F = 0.75) (µ F = 0.6) (µ F = 0.1) ch. sèche mouillée verglacée
réact. = 1 s)
30 km/h 8 m 5 m 6 m 35 m 13 m 14 m 43 m
50 km/h 14 m 13 m 16 m 98 m 27 m 30 m 112 m
80 km/h 22 m 34 m 42 m 252 m 56 m 64 m 274 m
100 km/h 28 m 52 m 66 m 399 m 80 m 94 m 421 m
120 km/h 33 m 76 m 94 m 566 m 109 m 127 m 599 m
INERTIE
Inertie signifie qu’un corps se déplace en ligne
droite jusqu’au moment où des forces supplé-
mentaires agissent sur lui. C’est pourquoi, lors
d’une collision, un conducteur qui a omis de
boucler sa ceinture sera catapulté dans le
tableau de bord et le pare-brise. Avec la cein-
ture, l’énergie cinétique de son corps sera
amortie par cette dernière et la zone déforma-
ble du véhicule.
Ainsi, un choc à 30 km/h seulement repré-
sente à peu près 20 fois le poids du conduc-
teur (environ 1500 kg). Il est donc évident que
personne ne pourra amortir de telles forces
par les bras. Les meilleurs haltérophiles réus-
sissent à soulever 260 kg au maximum.
Le fait de boucler sa ceinture améliore nota-
blement les chances de survie du conducteur.
50 pour cent environ des personnes mortelle-
ment blessées seraient encore en vie si elles
avaient été protégées par la ceinture de sécu-
rité.
VITESSE
En termes de physique, la vitesse est le chemin
parcouru par unité de temps.
Le graphique ci-dessous montre le chemin
accompli en une seconde à une vitesse donnée
en km/h:
s
Vitesse v = – v Vitesse [m/s]
ts Chemin [m]
t Unité de temps [s]
Vitesse en [m/s] = Vitesse en [km/h]
3.6
1. BASES
m
Energie cinétique Ecin = – . v2Ecin Energie cinétique [Joule]
2Epot Energie potentielle [Joule]
m Masse [kg]
Energie potentielle Epot = m
.g .h v Vitesse [m/s]
h
Hauteur au-dessus du sol [m]
g Accélération terrestre [9.81m/s2]
Pour accélérer, freiner et diriger un véhicule, les forces en jeu doivent
être transmises à la chaussée par le biais du frottement des pneus. L‘énergie
de frottement dépend de la qualité des pneus et de celle de la chaussée,
de la charge sur la roue et de la vitesse.
2. CONTACT ENTRE LES PNEUS ET LA CHAUSSÉE
La mesure physique de la transmission de la
force entre la chaussée et la surface des pneus
est appelée friction de glissement µFou coeffi-
cient de frottement. Plus la chaussée est lisse
et plus l’état des pneus (profil, pression) est
mauvais (réduction de la charge de roue agis-
sant sur le pneu), plus réduites sont les forces
transmises. La vitesse du véhicule joue égale-
ment un rôle. Cela signifie que, même lorsque
les conditions de la route sont bonnes et les
pneus en excellent état, la qualité de la trans-
mission des forces à la chaussée diminue plus
la vitesse augmente lors des manœuvres (accé-
lérer, freiner, diriger le véhicule).
Exemple:
Sur route mouillée, la vitesse exerce une grande
influence sur la décélération. Plus la vitesse
augmente, plus le contact entre les pneus et la
chaussée diminue. Des essais ont montré que,
pour une profondeur de profil de 5 mm (profil
réduit de moitié) et un film d’eau (compact) de
2 mm sur la chaussée, la décélération est la sui-
vante: de 6.5 m/s2à 60 km/h, elle s‘abaisse à 4.2
m/s2 si la voiture est lancée à 80 km/h, et à 0.5
m/s2si elle est lancée à 120 km/h (aquaplanage).
Cela signifie, à conditions identiques, vitesse
double = décélération jusqu’à 15 fois moins
grande, donc chemin de freinage plus long.
Pour mémoire:
Contrôler régulièrement la pression des pneus.
Gonflage: suivre les indications du producteur
Eliminer les pneus usés (si le profil est inférieur
à 1.6 mm)
Adapter sa vitesse aux conditions
atmosphériques
Le chemin parcouru par un véhicule jusqu’à son arrêt complet se compose du
chemin de réaction et du chemin de freinage. Par chemin de réaction, on entend le trajet
effectué depuis l’instant où le conducteur reconnaît le danger jusqu’à celui où il actionne
les freins. Sa longueur dépend de la vitesse du véhicule et du temps de réaction du conduc-
teur (en général, 1 à 2 secondes). Par chemin de freinage, on entend le trajet parcouru
par le véhicule depuis le début de la décélération jusqu’à son arrêt complet.
Chemin sr= v . trsrChemin de réaction [m]
de réaction sfChemin de freinage [m]
v2v Vitesse [m/s]
Chemin sf= 2 .g .µFtrTemps de réaction [s] en gén. 1 à 2 sec.
de freinage g
Accélér. de la pesanteur [9.81 m/s2]
µFCoeffic. de frottement [–] en gén. chaussée
sèche = 0.7–0.8 / mouillée = 0.55–0.65 /
verglacée = 0.05–0.15
3. DISTANCE D’ARRÊT
Exemple: au point où un véhicule
roulant à 50 km/h sur une chaus-
sée sèche est complètement arrêté
à la suite d‘un freinage d‘urgence,
un autre véhicule lancé à 60
km/h, dont le conducteur a réagi
au même endroit et avec la même
rapidité, a encore une vitesse de
plus de 40 km/h.
La distance d’arrêt dépend essen-
tiellement de deux facteurs:
● de la vitesse –
vitesse double = chemin de
freinage quadruplé.
● de l’état de la route –
sur route mouillée, le chemin
de freinage est de 25 % plus
long que sur chaussée sèche.
Sur route enneigée ou ver-
glacée, il peut s’allonger
jusqu’à 8 fois.
33.3
27.8
22.2
13.9
8.3
0 5 10 15 20 25 30 35
120
100
80
50
30
Chemin parcouru par seconde [m]
Vitesse [km/h]
Pour mémoire:
Adapter sa vitesse à la situation
Prévoir suffisamment de temps pour le
trajet
«Clic» c’est plus sûr
0
20
40
60
80
100
20 30 40 50 60 70 80
Vitesse de collision véhicule [km/h]
Probabilité [%]
PROBABILITÉ D’ÊTRE TUÉ EN TANT QUE
PIÉTON DANS UNE COLLISION AVEC UNE
VOITURE DE TOURISME:
0102030405060
80
70
60
50
40
30
Distance d'arrêt [m]
Chemin de réaction Chemin de freinage
Vitesse [km/h]
22
19
17
14
11
8
34
26
19
13
8
5
DISTANCE D'ARRÊT À DIFFÉRENTES VITESSES, CHAUSSÉE
SÈCHE:
RAPPORT ENTRE LA VITESSE
ET LA HAUTEUR DE CHUTE
(ÉNERGIE POTENTIELLE):
Vitesse et hauteur soit une chute du
de chute
80 km/h = 25.2 m 9ème étage
8ème étage
7ème étage
6ème étage
5ème étage
4ème étage
50 km/h = 9.8 m 3ème étage
2ème étage
30 km/h = 3.5 m 1er étage
Rez-de-chaussée
Strassenverk_fr_ 7.2.2000 9:31 Uhr Seite 2