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Comment la dynamique des fluides peut vous aider à naviguer dans les foules

De haut en haut, une foule ressemble beaucoup à une colonie de fourmis qui fourmillent. Même plus loin, les individus semblent se fondre dans une masse de fluide s’écoulant dans une région. Et dans une certaine mesure, la dynamique d'une foule peut être étudiée avec les mêmes techniques que celles utilisées pour étudier la dynamique des fluides ou de grands systèmes de particules en interaction. En conséquence, les physiciens et les informaticiens peuvent nous donner un aperçu de la façon de naviguer, par exemple une marche de protestation ou une inauguration présidentielle.

Les personnes qui étudient les foules utilisent une combinaison d'études d'observation et de modélisation mathématique pour comprendre le comportement typique de ces masses agitées. Au cours des vingt dernières années, les chercheurs ont découvert que les piétons s'organisaient généralement de manière autonome. Par exemple, les foules forment naturellement des ruelles qui se forment lorsque des personnes marchent dans des directions opposées, comme dans un couloir. Lorsque deux groupes de personnes marchent à angle droit, ils trouvent le moyen de se traverser sans s'arrêter.

Bien sûr, il existe des différences notables entre les foules et les particules en interaction. Dirk Helbing, chercheur à l'Ecole Polytechnique Fédérale de Zurich à Zurich, étudie les sciences sociales informatiques. Toutefois, certaines des mêmes lois naturelles s’appliquent aux deux situations, ce qui signifie que les chercheurs de la masse ont réussi à utiliser des modèles similaires pour étudier les foules, comme le font les physiciens pour étudier le flux de particules.

Pour chaque spectateur, deux forces principales sont à l'œuvre. Le premier est la force motrice qui propulse chaque individu vers son objectif. La seconde est la force sociale qui les empêche de se heurter à d’autres personnes. Fait intéressant, cette force sociale est liée à la force de répulsion entre deux électrons, qui est inversement proportionnelle au carré de la distance qui les sépare - en d’autres termes, la force décroît à mesure que la distance entre les particules augmente.

Mais dans le cas des humains, le temps remplace la distance, ont rapporté les chercheurs Brian Skinner, Ioannis Karamouzas et Stephen J. Guy en 2014 dans le journal Physical Review Letters (l'animation ci-dessus provient de leur étude). Pensez-y: vous n'êtes pas obligé de prendre des mesures évasives lorsque vous marchez à côté de quelqu'un qui va dans la même direction que vous, même si vous êtes très rapprochés. Mais vous vous écarterez du chemin si vous vous dirigez directement vers une autre personne. Les gens ajustent leur trajectoire en fonction de calculs mentaux subconscients du temps qu'il leur faudra pour se heurter.

La plupart du temps, les foules se déplacent le long de cette voie, chaque personne utilisant cette loi carrée inverse pour éviter les collisions en se rendant à sa propre destination. (C'est-à-dire qu'ils se laissent assez de temps pour réagir aux gens qui les entourent.) Mais à mesure que la densité de la foule augmente, ce principe d'organisation commence à s'effondrer. Lorsque les personnes sont si compactes qu'elles doivent se toucher, elles ne peuvent souvent pas moduler leur vitesse et leur direction de marche pour éviter les collisions.

Ce sont ces situations très denses qui peuvent conduire aux catastrophes de masse qui ont fait les gros titres ces dernières années. Lors du pèlerinage du Hajj à La Mecque en 2006, par exemple, des centaines de personnes ont été tuées et plus de 1 000 blessées lorsque des pèlerins se sont précipités contre de gigantesques murs de pierre sur les bagages d'un autobus en mouvement. Ce n'était pas la première fois qu'une ruée mortelle se produisait pendant le rituel, qui attire environ 2 millions de personnes par an: en 1990, plus de 1 000 pèlerins sont morts lorsqu'une ruée s'est produite dans un tunnel fermé.

De même, en 2010, le festival de danse électronique Love Parade en Allemagne est devenu tragique lorsque des milliers de festivaliers ont tenté de se frayer un chemin à travers un tunnel étroit pour se rendre sur le site du festival. Le goulot d'étranglement serré a provoqué la panique parmi la foule et le défilé s'est rapidement transformé en une masse écrasante. En fin de compte, 21 festivaliers sont morts par suffocation et au moins 500 autres ont été blessés. le défilé a été définitivement fermé.

Ravers dansant autour de la colonne de la victoire lors de la 13e Love Parade annuelle à Berlin, le 21 juillet 2001. La vidéo du désastre de foule qui a frappé le défilé de 2010 a donné aux chercheurs un aperçu de la dynamique de la foule. Ravers dansant autour de la colonne de la victoire lors de la 13e Love Parade annuelle à Berlin, le 21 juillet 2001. La vidéo du désastre de foule qui a frappé le défilé de 2010 a donné aux chercheurs un aperçu de la dynamique de la foule. (Reuters / Alamy)

Pour des raisons évidentes, il est contraire à l'éthique de concevoir une étude sur le comportement des personnes dans des situations extrêmement encombrées. Mais en visionnant des vidéos de ce type de catastrophe, les chercheurs ont pu comprendre comment ils se produisent et comment les éviter.

À mesure que la foule se densifie, la circulation fluide des piétons qui avancent et évitent les collisions cède la place à ce que l’on appelle les vagues stop-and-go. Celles-ci ressemblent en gros à ce qu’elles ressemblent: la foule est trop dense pour que les gens avancent continuellement, de sorte que les gens progressent dans les espaces vides. Ensuite, ils s’arrêtent et attendent une autre occasion de progresser. Les vagues d'arrêt et de départ ne laissent pas toujours présager d'un désastre. Mais, dit Helbing, "la vague d’arrêt est un signal d’avertissement indiquant que la situation dans la foule devient critique".

Les choses deviennent vraiment dangereuses si la foule continue à se densifier, ou si les gens font des mouvements inattendus. À ce stade, le flux peut devenir turbulent et chaotique, les personnes étant poussées au hasard dans différentes directions. Des catastrophes peuvent survenir lorsqu'une personne trébuche, par exemple, en poussant quelqu'un d'autre à sa place et en le piétinant ou en le trébuchant. Helbing dit que cela est parfois décrit comme «l'effet de trou noir», avec de plus en plus de personnes aspirées. «C'est vraiment une chose terrible», dit Helbing.

La nature et le comportement des foules humaines étant si imprévisibles, les chercheurs de la foule hésitent à donner des conseils généraux sur la façon de s'y déplacer. (La stratégie qu'ils conseillent habituellement est de rester en dehors de la foule.) Pour le meilleur ou pour le pire, une grande part de la responsabilité de la sécurité des foules incombe aux organisateurs de la manifestation plutôt qu'aux individus qui y participent. Comme l'ont montré les catastrophes du Hadj et de la Love Parade, les organisateurs doivent essayer d'éviter les goulets d'étranglement et les zones où les flux dans des directions différentes risquent de se croiser.

Mais si vous allez bientôt vous retrouver dans une foule nombreuse, ils ont quelques conseils. En fonction de la densité de la foule, les gens ont tendance à attendre environ 1 à 3 secondes dans l’avenir, les gens envisageant des horizons plus longs dans des foules clairsemées que dans des foules denses. «Plus vous pouvez regarder vers l'avenir, mieux vous pouvez vous déplacer parmi la foule», déclare Skinner. «Regarder 3 ou 4 secondes dans l’avenir vous donne un avantage par rapport à ceux qui ne cherchent que 1 ou 2 secondes.» Donc, si vous gardez la tête haute et scannez une zone plus grande, vous pourrez peut-être anticiper les problèmes et planifier un meilleur itinéraire.

Selon Karamouzas, vos options sont différentes selon que la foule se trouve dans un lieu ouvert ou fermé. Si c'est dans un lieu ouvert et que vous commencez à remarquer des vagues ou que vous vous sentez en danger pour d'autres raisons, vous pouvez vous échapper. Par contre, si la zone est clôturée ou murée, «essayer de le faire pourrait créer plus de panique». Helbing souligne ce point: «Vous devriez éviter de vous engager à contre-courant. Cela aggrave les choses », dit-il. Il ajoute que dans un grand espace clos, il semble que les côtés soient plus dangereux que le milieu, mais il note qu’il n’ya pas assez d’études pour le savoir avec certitude ou pour comprendre pourquoi. Mais le plus important, dit-il, "toujours savoir où se trouve la sortie de secours".

Pour réviser: Restez vigilant, suivez le courant et laissez vos options de sortie ouvertes. Circulez en toute sécurité!

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