Dans le cadre du projet de recherche STATE, financĂ© par l’agence nationale de la recherche (ANR), nous avons rĂ©alisĂ© une maquette de grue pour illustrer notre approche scientifique. La vidĂ©o ci-dessous montre que pour transporter une charge d’un point initial Ă un point final, si on ne prend aucune prĂ©caution, on engendre de grandes oscillations de la masse suspendue. La comprĂ©hension fine de la dynamique de la grue permet d’anticiper et d’appliquer un protocole astucieux (ESE pour l’anglais Engineering Swift Equilibration) au point de suspension de la charge : la forme complexe du dĂ©placement du point d’ancrage du câble, calculĂ©e mathĂ©matiquement, permet d’atteindre rapidement le point d’arrivĂ©e avec de très faibles oscillations parasites ! On dit qu’on a court-circuitĂ© le transitoire final.
Dans nos recherches, nous nous intĂ©ressons Ă des systèmes de très petite taille, comme des leviers pour la microscopie Ă force atomique (leur longueur n’est que de quelques dixièmes de millimètres). Pour les faire bouger, on retrouve des problèmes similaires Ă ceux illustrĂ©s par la grue ci-dessus : il faut comprendre au mieux le système pour anticiper et interdire (ou contrĂ´ler) ses oscillations. La tache se complique Ă petite Ă©chelle, oĂą le mouvement Brownien vient perturber le mouvement prĂ©visible du système : cette agitation thermique des atomes revient un peu Ă piloter la grue au milieu d’une tempĂŞte ! On adopte alors une description probabiliste de notre système : c’est une approche de physique statistique.
Regarder la maquette en action pendant la fĂŞte de la science 2021 sur la chaine youtube de l’ENS de Lyon
Pour aller plus loin :
S. Dago & al., SciPost Physics 9, 064 (2020)
S. González-Resines & al., Phys. Rev. Appl. 8, 054008 (2017)