- il y a 12 ans
C’est une véritable plongée en enfance pour les Cobayes. Vincent met les mains dans le cambouis pour comprendre les mécanismes en jeu dans les voitures à friction. De son côté, David détermine les engrenages qu’il devra adapter à taille humaine : ressorts ou élastiques ? Notre scientifique n’a pas droit à l’erreur, d’autant que c’est lui qui prendra le volant !
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00:03Musique
00:15Nous retrouvons David et Vincent au hangar en plein concert de petites voitures.
00:31Mais qu'est-ce que vous faites, les garçons ?
00:33Eh bien, écoute, on est en train de faire de l'étude de mécanique des fluides.
00:38On dit que vous jouez.
00:39Ah non.
00:40Ah si, si, vous jouez et nous, on a très envie de jouer avec vous.
00:42Moi, j'adore ces voitures.
00:44Parce que ça, c'est la même que la première voiture qu'on avait.
00:46Je peux jouer ?
00:47Je vais chercher les autres.
00:50Donc ça, c'est une petite voiture que tout le monde...
00:52Comment on appelle ça ?
00:53Une voiture à friction.
00:54Voilà.
00:54La voiture à friction.
00:55Donc avec les petits cringe, cringe.
00:57Scringe, c'est ça.
00:58Eh bien, ça, j'adore.
00:59Et donc, j'aurais qu'on en fasse une géante.
01:01Ah oui.
01:01Je ne sais pas si c'est possible.
01:02Oui, ça, c'est une très bonne idée.
01:03Ce que je vous propose, c'est que celui qui perd la course, c'est celui qui s'y met
01:07tout
01:07de suite.
01:08Il n'a pas de repos, rien.
01:09Tac, il enchaîne.
01:09Ok ? Allez.
01:103, 2, 1.
01:12Stop.
01:15C'est donc Vincent qui s'y colle.
01:16Mais avant de pouvoir construire une voiture à friction géante, il faut d'abord étudier
01:20le mécanisme de ces drôles d'engin.
01:22Ah, de la belle voiture.
01:25Ça, ça rappelle l'enfance.
01:26Ça rappelle l'enfance.
01:27Sylvain Denis est collectionneur de jouets anciens.
01:30Il va aider notre cobaye dans ses recherches.
01:33J'aimerais bien comprendre justement les différents types de moteurs mécaniques, on va dire,
01:37qu'on a aujourd'hui à disposition.
01:39La première chose, c'est le moteur basé sur la force du ressort qu'on remonte avec
01:44une clé.
01:45Le ressort se détend à l'intérieur et par un système d'engrenage entraîne les roues.
01:52C'est une façon connue à partir des moteurs des horloges.
01:56Ah !
01:58Vincent démonte donc délicatement la voiture à ressort.
02:06Voilà.
02:07À l'intérieur, c'est vrai que ça ressemble un petit peu à des engrenages de montre.
02:10Oui.
02:10Vous avez le ressort.
02:12Ça, cette partie-là ?
02:13Cette partie-là, d'une taille relativement raisonnable.
02:17C'est un petit moteur.
02:18En se détendant, sur son axe, il a une grande roue d'engrenage et qui entraîne derrière
02:24des petites roues pour démultiplier la force vers les roues.
02:29Et pour comprendre comment le ressort libère l'énergie suffisante pour faire avancer
02:32la petite voiture, Vincent et Sylvain démontent complètement ce moteur.
02:38En fait, le ressort, c'est cette partie-là.
02:40Et donc, on tourne comme ça.
02:42Quand je fais le coup de manivelle, ça resserre.
02:44Un petit coup de manivelle, encore un.
02:47Hop.
02:47Et si je relâche...
02:49Voilà, ça va très vite.
02:50Donc ça, c'est la première voiture, le premier modèle.
02:52Mais il existe aussi des voitures à friction au sens propre du terme.
02:56Autrement dit, des voitures que l'on frotte.
03:00Ah ouais.
03:01Alors ça, c'est pas mal du tout.
03:03Elle peut aller vite.
03:05Voilà.
03:07Les mains expertes de notre cobaye mécanicien vont maintenant dévoiler les secrets de la voiture à friction.
03:14Alors, qu'est-ce qu'on remarque, là ?
03:16On remarque qu'il y a cette pièce lourde à volant plein, qui est le volant d'inertie.
03:21Ah, c'est donc ça, le volant d'inertie ?
03:22Absolument.
03:23C'est une pièce qui est lourde, alors ?
03:24C'est une pièce qui est lourde, qui donc va être le stockeur d'énergie.
03:31Donc, en fait, en bois, c'est la grande roue qui est ici, qui est lourde, qui continue à entraîner
03:34le reste du mécanisme, et qui entraîne elle-même les roues.
03:37Voilà.
03:38C'est ce même principe qui, par un jeu d'engrenage différent, permet à la plupart des petites voitures modernes
03:43d'avancer.
03:45Maintenant que je connais ça, on va faire des tests et on va voir quel est le moteur le plus
03:49adapté à notre voiture taille réelle.
03:50Je vous dis au revoir. Ah bah non, vous savez comment on fait dans les garages ?
03:53Allez, allez, au revoir, j'ai plein de cambouilles sur la main. Merci Sylvain.
04:01C'est à David, le scientifique de la bande, que revient la lourde tâche de choisir le moteur le plus
04:05adapté à la voiture à friction géante.
04:12Pour lui prêter main forte, il a donné rendez-vous à Jean-Luc Dion, enseignant-chercheur à l'Institut supérieur
04:17de mécanique de Paris.
04:20Bonjour David.
04:21Bonjour Jean-Luc.
04:23Tu vas bien ?
04:23Oui, justement, j'essaie d'augmenter la taille de cette petite voiture pour faire une grande voiture.
04:28En fait, ton volant d'inertie n'est pas assez massif, il faudrait encore plus de masse en rotation lorsqu
04:34'on va le lancer, comme ça.
04:36Parce que si je veux une voiture à taille humaine, il me faudra une énorme roue qui tourne au milieu.
04:41Une énorme roue très massive, qui va emmagasiner beaucoup d'énergie et il va falloir la faire tourner en plus
04:47très vite.
04:47Ça c'est souvent le signe d'une voie sans issue, non ? C'est une fausse route.
04:51Alors c'est envisageable, mais avec des solutions techniques qui doivent être réalisées avec une très grande précision, des volants
04:58d'inertie très bien équilibrés.
05:00Pour bien comprendre le rôle de cet équilibre, David propose à Jean-Luc de faire un test avec une roue
05:05de vélo cobaye sur laquelle il fixe un poids de 200 grammes.
05:09Ça semble peu de choses, n'est-ce pas ?
05:10Ça semble peu de choses, en effet. Donc quand on va être à relativement faible vitesse, il n'y a
05:17pas trop de soucis.
05:19Non.
05:19Mais dès lors qu'on va avoir des vitesses plus importantes, à ce moment-là, on va avoir toute la
05:25base qui va se mettre à livrer.
05:26Imagine-toi que c'est toi qui es sûr.
05:27Oui, j'imagine que je suis dans la voiture là, secoué dans tous les sens.
05:30Ça va secouer dans tous les sens.
05:30Et surtout, ça pourrait en fait, si on allait encore plus vite, on pourrait arriver à casser les fixations, etc.
05:35Et tu te retrouverais avec une énorme masse en train de tourner.
05:40Imaginez les conséquences.
05:41Oui, alors que je ne te le souhaite pas.
05:43Donc ça, c'est peut-être pas une bonne solution en volant d'énergie.
05:47C'est dangereux et donc c'est une solution en tout cas qu'on va écarter, je pense.
05:51Parce que dans les voitures miniatures, parfois, on utilise un ressort pour stocker l'énergie.
05:55Exact.
05:56Donc peut-être on peut regarder ça comme solution, non ?
05:58C'est ce genre de ressort. On remonte avec une clé. Je tourne. C'est de plus en plus difficile
06:03de tourner.
06:04Tu vas avoir en magasiné une très grande quantité d'énergie, même sur un tout petit ressort comme celui-ci.
06:08Là, c'est tendu. Et si ça lâche d'un coup ?
06:11Voilà. Imagine que tu ailles juste à côté.
06:13Ce ressort ne fait pas cette dimension-là, mais en gros, cette dimension-là.
06:19Les conséquences seraient alors dramatiques.
06:22Que faire, alors, sans lucre ?
06:24On a la solution des ressorts métalliques, tels que ceux que l'on peut trouver sur des stylos de ce
06:31type-là.
06:31Ah oui, là-dedans.
06:33On peut le faire travailler en compression, dans un puits dessus, ou en traction.
06:38La compression étant trop dangereuse pour nos cobayes, la traction, présente également dans les élastiques, serait-elle la solution ?
06:45On peut dire qu'un ressort est élastique aussi ?
06:47Oui, tout à fait. Le ressort est élastique, sauf que l'allongement qu'on va pouvoir lui imposer avant qu
06:53'il y ait une déformation permanente, avant qu'il soit dégradé, va être moins important que pour un élastique.
06:59Donc on va plutôt utiliser des élastiques, alors ?
07:03Tout à fait.
07:06David et Jean-Luc construisent donc un prototype avec un élastique.
07:10Il faut bien rouler l'élastique autour de l'essuie.
07:14Ce système cobaye va-t-il fonctionner ?
07:18Ah oui, très bien.
07:19Ah oui, super.
07:21Ça c'était bien.
07:22Ça c'était...
07:22J'ai entendu un super, donc j'arrive, vous et la voiture.
07:26Allez juste là.
07:27Tu veux le voir ?
07:28C'est tout petit.
07:29Oui donc c'est juste une prototype, mais c'est le principe.
07:31Ah non mais tu me rassures, mais moi je ne savais pas que vous en étiez au prototype.
07:33Oh bien sûr.
07:34Je pensais que c'était la voiture finale.
07:35Alors il y a quand même une question que je me pose, Jean-Luc et David d'ailleurs, c'est
07:38une fois qu'on va avoir une voiture qui sera grande, c'est-à-dire au point de pouvoir mettre
07:42David au volant,
07:43comment est-ce qu'on va gérer la vitesse ? Parce que là l'élastique ça me paraît un peu
07:47léger quand même, non ?
07:48Alors déjà en effet on va avoir non pas un élastique, mais plusieurs élastiques.
07:52Et puis un deuxième point, c'est finalement est-ce qu'on va enrouler notre élastique sur un grand diamètre
07:59ou un petit diamètre ?
08:00Ah oui.
08:01Donc Agathe tu vas venir de ce côté-ci, tu vas prendre cette corde, et on va faire donc un
08:07jeu très classique,
08:08on va faire du tir à la corde, donc tu sois toute seule d'un côté, et puis nous deux
08:12de l'autre côté.
08:14Sympa, j'ai aucune chance. Sympa les gars.
08:17C'est plus que c'était les cobayes.
08:193, 2, 1, c'est parti.
08:27Non mais j'ai une force herculéenne.
08:30Herculéenne, vous m'entendez ?
08:31Ah je vous embarque !
08:32Alors là vous êtes mal, c'est irrésistible.
08:35Ok t'as gagné.
08:36Bon il faut m'expliquer aujourd'hui parce que certes je suis quelqu'un qui a énormément de force mentale
08:41et physique, mais là au point de vous embarquer là il y a un truc.
08:44Oui il y a un truc, en effet, toi tu as tiré sur une corde qui était enroulée sur un
08:49grand diamètre, nous nous avons tiré sur une corde qui est enroulée sur un petit diamètre.
08:54Deux cylindres entourés de deux cordes sont fixés entre eux. Le grand cylindre a un diamètre quatre fois supérieur au
09:00petit. Lorsque l'on tire sur la corde du côté du grand cylindre pour le faire tourner, on tire quatre
09:06fois plus de longueur de corde qu'on en enroule. Il faut donc quatre fois moins de force pour entraîner
09:12les cylindres en tirant du côté du grand que de celui du petit.
09:16Si on enroule sur un grand diamètre, on va libérer toute l'énergie d'un seul coup. Si je libère
09:22mon énergie trop brutalement, je vais avoir les roues qui patinent. Si ça patine pas, je risque même de cabrer
09:27le véhicule.
09:28A l'opposé, si je prends un diamètre trop petit, ça va mettre beaucoup trop de temps à lancer le
09:34véhicule. On va être sur un compromis.
09:36Bon ben c'est génial, maintenant on a le prototype, on a bien compris comment ça marchait. Donc maintenant, il
09:40faut remonter ses manches, mettre les mains dans le cambouis et construire cette fameuse voiture à friction cobaye.
09:50David, Jean-Luc et Fernando, le technicien des cobayes, s'attellent à la réalisation de cette voiture à friction à
09:55taille humaine.
09:58Solidité des élastiques, diamètre de l'essieu, rien n'est laissé au hasard.
10:07Et après de longues heures de travail, c'est enfin le grand jour.
10:15Bon allez, enlevez le drap parce que là j'ai hâte quand même.
10:18Regardez ça.
10:19Je vais taper Fire David !
10:21Ah oui ?
10:22Bon ben c'est une vraie voiture cobaye, c'est exactement ça que je voulais, donc vraiment là, ben bravo.
10:27La nouvelle voiture cobaye séduit notre chef de bande, mais va-t-elle lui donner entière satisfaction ?
10:34Ben maintenant on va la tester.
10:36Je mets la casse quand même, parce que la voiture est un jouet, mais pas moi.
10:41Bon ben je tiens tellement à toi David, s'il t'arrivait une égratignure.
10:46Enfin je préfère même pas expliquer.
10:48Tu sais ça fait tellement longtemps.
10:50Come on !
10:51Je suis le lac.
10:53Allez.
10:55Fini les embrassades, place au test.
10:58Bon ben David, je t'en prie, mets-toi à l'intérieur.
11:00Allez on arme les élastiques.
11:02Alors comment ça marche ?
11:03Alors d'accord.
11:04Ah ouais !
11:06On arme les élastiques, tu entends David ?
11:08Oui, on arme les élastiques.
11:09Et on va reculer.
11:10Alors attends, je vais mesurer, je veux qu'on recule de 2 m.
11:132 m, c'est la distance choisie par nos scientifiques pour ne pas donner trop de puissance à la voiture
11:17infernale.
11:19C'est sûr de ton coup là, Fernando ?
11:21Voilà, donc 2 m ça fait ça à peu près.
11:23Voilà, hop.
11:23Donc là je sens la tension sur les fesses là.
11:25Tu le sens ?
11:26Oui avec les élastiques.
11:27C'est normal.
11:27Ça dégage une énergie.
11:28Je suis assez sensible.
11:30Alors on met un plot au Fernando là pour les 2 m effectivement.
11:33Et à mon top, on lâche.
11:35D'accord ?
11:363, 2, 1, top !
11:42Ah non, ça avance.
11:43Ça démarre.
11:45Ah, ah, ah, ah.
11:46Ça démarre.
11:47Ah, ah bah c'est...
11:48C'est un petit peu mou quand même.
11:50À ce stade, chers amis, nous ne pouvons pas nous le cacher.
11:55C'est un échec.
11:56Seulement les cobayes ne se laissent pas aller à l'échec.
11:58C'est impossible.
11:59Nous devons réussir.
12:01Donc je propose qu'on recule de 5 m.
12:03Jean-Luc, je ne risque pas la vie de David si je fais ça ?
12:05Non, 5 m, je pense que c'est une bonne idée.
12:07Moi j'avais l'impression d'aller très très vite déjà.
12:10Oh David, tu as fait 3 cm.
12:13Attention.
12:14C'est exigeante.
12:14Nos cobayes reculent donc à nouveau la voiture.
12:18Ça devient difficile de pousser là, non ?
12:20Oui.
12:205 m.
12:21Tu tiens ?
12:22Oui, là on sent qu'il y a déjà quand même une bonne résistance.
12:24Oui.
12:25Attention David, hein.
12:273, 2,
12:281, top.
12:32Au revoir David.
12:34C'est pas mal.
12:35C'est pas mal mais c'est encore pas terrible.
12:37En bon cobaye, nos testeurs fous décident de reculer la voiture encore davantage, au risque de casser les élastiques.
12:447 mètres, 7 mètres.
12:47Ça c'est quand même un peu comme quand tu gonfles un ballon et tu ne sais pas à quel
12:50moment ça va exploser.
12:51Oui, c'est à peu près ça.
12:53Et on a 7 mètres.
12:547 mètres là, vous êtes pile à 7 mètres.
12:56Attention.
12:593, 2, 1, lâchez.
13:03Ouh là là, ouh, David, David, David, David.
13:08Je t'entends de plus.
13:11Là, il revient.
13:12Oui, là, il revient directement.
13:13C'est ça qui est magnifique avec les élastiques.
13:14C'est que ça revient de toute façon.
13:17Mais c'était pas mal ça, là-haut.
13:19Pas mal, en effet, mais nos cobayes en veulent toujours plus.
13:22Ils décident de tester leur voiture à friction avec une personne plus légère que David.
13:26James, leur fidèle crash-tester.
13:29Et cette fois, il recule de 8 mètres.
13:32C'est tendu, hein ?
13:33C'est tendu ?
13:34Ouais.
13:35Aide un peu, David.
13:37C'est bon, c'est bon.
13:40Attention.
13:413, 2, 1, go !
13:44Ouh !
13:58Les amis, le défi est réussi.
13:59C'était déjà assez probant, comme avec David.
14:01C'est-à-dire qu'on a quand même réussi à retrouver le système de la voiture à friction.
14:05Grâce à Jean-Luc, évidemment, et à David et à Fernando.
14:08Mais là, en plus, on a eu la vitesse.
14:10Parce que c'est vrai que ce qui est génial avec la voiture à friction,
14:12c'est que tout d'un coup, c'est ce qui les différenciait des voitures classiques,
14:15des petites voitures classiques.
14:16Donc, le défi est réussi.
14:18Et de nouveau, James a été extrêmement courageux.
14:213, 2, 1, go !
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