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Ce qu’il se passe dans le corps sous l’effet de la force g

Texte : Josh Rakic
Photos : Blair Bunting  

Prendre du poids, ça peut faire mal. Doubler son poids en moins de cinq secondes, ça peut être carrément être mortel. 

Et c’est exactement ce qui arrive à votre corps si vous accélérez à une vitesse de presque 20 km par seconde – ou deux fois la force de la gravité. Nous connaissons tous cette sensation pour l’avoir vécue quelques fractions de seconde sur des montagnes russes. Pour les pilotes, une force d’accélération soutenue de 5,5 g (5,5 multiplié par la force de la gravité) pendant plus de quatre secondes vous met en danger et peut être fatal. L’homme n’était vraisemblablement pas destiné à voler…

En termes simples, la force g est la puissance de la gravité. Et la gravité est ce qui nous empêche de tomber ou la moyenne naturelle de la vitesse à laquelle vous chuteriez (environ 10 mètres par seconde) si vous aviez le malheur de tombez dans un puits. Comme nous l’explique Dr. Mark Denny, physicien et auteur scientifique populaire américain, le plus dangereux n’est pas la vitesse que vous accumulez, mais la moyenne à laquelle vous l’accumulez : l’accélération. Se déplacer à 1 g signifie accélérer à 35 km/h par seconde. Et plus vite vous accélérez en continu, plus grande est la force g que vous ressentez, et aussi plus douloureuse pour votre corps et vos organes internes.

THE RED BULLETIN : Qu’est-ce que la force g ?

MARK DENNY : La force g est une unité de mesure de l’accélération de la pesanteur à la surface de la Terre. Si vous appuyez sur la pédale d’accélérateur de votre Thunderbird Super Coupe, elle vous propulsera de 0 à 60 km/h en 7 secondes, ce qui représente une accélération de 0,87 g. Vous ressentirez cette accélération comme la force qui vous colle au siège. Par définition, 1 g est le taux d’accélération qui nous attire vers la surface terrestre, sauf que nous n’en n’avons pas conscience, puisque le sol nous retient. Imaginez un instant que le sol se dérobe sous vos pieds et que vous tombiez comme dans un puits : votre chute serait mesurée à 1 g.

Donc plus vite vous accélérez, plus vous êtes maintenu enfoncé dans votre siège ? 

Si vous pesez 90 kilos à la surface de la Terre et que vous êtes transporté vers une planète où la constante gravitationnelle à la surface est trois plus élevée que celle de la Terre, 3 g, vous pèseriez 275 kilos. Cela vaut aussi si vous voyagez dans une voiture ou dans un jet à 3 g. C’est le poids que vous auriez l’impression de peser à cette vitesse. Une force g d’1 g appliquée, disons… à une voiture va imputer à la voiture d’augmenter sa vitesse de près de 10 mètres par seconde (35 km/h) à chaque seconde à laquelle la force agit. C’est-à-dire qu’au début, la voiture est immobile, une seconde plus tard, elle avance à 35 km/h, deux secondes plus tard, elle avance à 70 km/h, etc.

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Disons que nous atteignions 3 g et que nous sommes lancés à 800 km/h. Lorsqu’il n’y a plus d’accélération et que le véhicule maintient sa vitesse, sommes-nous toujours sous l’emprise de la force g ?

Si l’accélération cesse pendant que vous vous mouvez à 800 km/h, la force g cesse de même et vous côtoyez les 800 km/h. Plus vite vous accélérez à la seconde, plus vous éprouvez la force g.

Que se passe-t-il dans les montagnes russes, ou pour les bungee-jumpers et les parachutistes ?

Vous tombez à 1 g (un tout petit peu plus vite en fait, mais c’est très complexe à expliquer ici). Mais quand l’élastique du bungee-jumper se tend, il décélère à un taux qui pourrait dépasser 1 g. Tant que les wagons sur les montagnes russes sont en mouvement, la force g est limitée. Ainsi que le temps pendant lequel elle exerce son attraction, ce n’est donc pas dangereux.

Que se passe-t-il dans un accident de voiture ?

Les forces g peuvent être négatives ou positives. Et peuvent aussi largement dépasser 1 g. Disons que vous percutiez un mur avec votre T-bird à 95 km/h. Vous subissez un choc à environ 0,08 seconde, correspondant à une décélération (ou accélération négative) d’environ 35 g, presque certainement fatal. Ce sont 34 centimètres par seconde par seconde (vitesse cumulée).

Alors qu’arrive-t-il au corps humain sous l’effet de la force g ?

Nous avons beaucoup de connaissances à ce sujet car l’USAF (United States Air Force) a étudié l’impact des forces g sur ses pilotes, lesquels éprouvaient des forces importantes pendant une descente en plongée. L’effet le plus manifeste est que le pilote se sente plus lourd en fonction de la force g, comme nous l’avons vu précédemment.

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© Creative Commons

Au niveau du cerveau

Le plus inquiétant est que le sang se vide de la tête. Imaginez un sèche-linge qui tourne à grande vitesse : les vêtements sont essorés et collés au tambour. Le pilote est fermement attaché à son siège, mais son sang circule de la tête aux pieds. Son cœur a du mal à pomper et à renvoyer le sang vers la tête. C’est là que le pilote est étourdi, voire qu’il s’évanouit, en fonction de sa position, de la force g, et de la durée de l’expérience. 3 ou 4 secondes à 5,5 g suffirait à l’assommer pour de bon.

Au niveau des jambes

Les pilotes portent souvent des combinaisons appelées « anti-g ». Cela les aide beaucoup, notamment au niveau des jambes : elle agit comme des bas de contention pour envoyer le sang vers le haut du corps. À force g élevée, les petits vaisseaux sanguins peuvent éclater et former des points rouges sur la peau, un peu comme la rougeole.

Au niveau des yeux

Si la force g augmente ou se maintient pendant quelques secondes, le pilote commence progressivement à souffrir dune baisse de sa vue : tout d’abord, c’est la vision périphérique qui est affectée (vision tunnel) puis survient un obscurcissement total dû au manque de sang dans le cerveau. 

Au niveau de la conscience

Dès que la force g est supprimée, le pilote retrouve sa pleine conscience au bout de 12 secondes. On observe alors un état de confusion mentale, il est incapable de s’imaginer en train de piloter un avion pendant plusieurs secondes même après avoir recouvré ses esprits.  

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11 2016 The Red Bulletin

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