« Tout Picard que j’étais, J’étais un bon apôtre. Et je faisais claquer mon fouet Tout comme un autre. »

Racine « Les Plaideurs »
(Petit Jean : Acte I Scène I)

Tous les professionnels qui naguère utilisaient un fouet ; qu’ils soient cochers de fiacre ou de maître, cochers de diligence ou postillons, rouliers et charretiers, agriculteurs ou dompteurs de fauves ; tous avaient la maitrise parfaite de leur instrument et savaient en tirer ce célèbre claquement qui, répété pouvait devenir un langage.

Cette détonation fascinante que l’on entend lorsque la monture se déroule après un savant lancer du poignet, a toujours enchanté celui qui la provoque , si bien que dans certains pays Australie, Etats-Unis, cette pratique est devenue un art, avec ses compétitions , ses champions et ses spectacles où le fouet est en vedette, rappelons nous, au cinéma : »Zorro l’homme au fouet, « le Docteur Indiana Jones » et ses aventures ...

Mais comment, l’homme des temps anciens qui pour la première fois fit claquer son fouet, aurait il pu imaginer que ce bruit jubilatoire le mettait au niveau de la merveille technologique conçue quelques milliers d’années plus tard : Concorde ? Car, aussi extraordinaire que cela puisse paraître : le fouet claque parce que sa mèche franchit le mur du son !

De très sérieux physiciens internationaux se sont attachés depuis la fin du XIXème siècle à prouver scientifiquement cette affirmation qui, au début, fit sourire tout le monde... De nombreuses publications de travaux scientifiques sont disponibles. Un article relativement récent de la Revue « Pour la Science » en donne une bonne vue d’ensemble ; nous le publions donc in extenso. Il est du aux physiciens : R. Lehoucq, J.M. Courty et V.E. Kierlik.

« En 1887, les autrichiens Ernst Mach et Peter Salcher montrent qu’un projectile animé d’une vitesse supérieure à celle du son engendre une onde de choc qui se manifeste par un claquement. Peu après en 1899, Mach compare ce claquement au bruit de l’explosion que produit une météorite quand celle ci traverse l’atmosphère. Ils en déduisent que la vitesse d’entrée des météorites dans l’air terrestre est supersonique. Inspiré par ces travaux, l’allemand Otto Lummer, de l’Université de Breslau suggère, en 1905, que le claquement du fouet soit aussi du à l’émission d’une onde de choc. Nombre de ses collègues sont incrédules mais l’explication a droit de cité : les physiciens allemands Winkelmann et Prandtl n’hésitent pas à l’exposer dans des articles qu’ils écrivent vers 1910 dans des encyclopédies. Dès lors, l’idée que l’extrémité du fouet se déplace plus vite que le son se retrouve dans de nombreux ouvrages qui traitent d’acoustique ou d’aérodynamique. Toutefois elle reste au stade d’hypothèse plus ou moins bien acceptée pendant encore une vingtaine d’années avant de faire des études plus précises (les physiciens ont souvent d’autres chats à fouetter !) Aussi, tout au long du XXème siècle, la physique du fouet ne progressera-t-elle que par épisodes.

Pour vérifier l’intuition de Lummer, le Professeur Zéphyrin Carrière de Toulouse réalise, en 1927, une ingénieuse expérience. Pour photographier le phénomène ; reproduire un claquement identique de chaque essai, Carrière construit un fouet mécanique qui ressemble peu à celui d’un cocher : le manche du fouet est remplacé par un élastique sous tension qui tire sur une cordelette passant autour d’une poulie.

La vitesse du fouet

Dans les années 1930, ni les caméras rapides ni les flashs n’existaient.

Aussi, Carrière photographie le fouet en l’éclairant un bref instant avec la lumière produite par l’étincelle d’une lampe à arc. L’étincelle doit être allumée au moment adéquat peu après le déclanchement du coup de fouet. Le mécanisme actionnant le fouet libère simultanément une planche qui dans sa chute actionne l’interrupteur qui produit l’étincelle. Carrière ajuste le délai qui sépare le déclenchement du coup de fouet de l’étincelle en modifiant la hauteur de chute de la planche. En plaçant un second interrupteur juste au dessous du premier, il trouve même le moyen de déclencher une seconde étincelle immédiatement après la première. Il obtient ainsi sur la même plaque photographique deux images successives de la mèche du fouet. Carrière calcule ainsi la vitesse de la mèche en divisant la distance qu’ a parcouru la mèche entre les deux prises de vue, par la durée qui sépare les deux étincelles (1/1000ème de seconde environ). Il confirme sa mesure en enregistrant la vitesse angulaire atteinte par la poulie. Carrière mesure une vitesse de 350 mètres par seconde, légèrement supérieure à la vitesse du son dans l’air (330m/sec).

Ce résultat corrobore l’hypothèse d’une mèche de fouet supersonique. Toutefois les imprécisions de la mesure, ainsi que le caractère peu naturel du dispositif mimant le fouet empêchent de conclure avec une certitude absolue.

Le fouet du professeur Carrière laisse un problème en suspens :est-il vraiment possible d’amener la mèche du fouet à une vitesse supersonique par un simple mouvement du bras ? Cette question est abordée par hasard dans les années 1950 : de nombreux cochers allemands sont affligés d’un mal étrange : des particules de cuivre sont retrouvées au fond de leurs yeux, par ailleurs apparemment indemnes de toute lésion. Or, à la même époque les mèches de fouet sont faites de petites tresses de fil de cuivre. Des physiciens de Stuttgart font le rapprochement et avancent que de fines particules de cuivre se détachent à grande vitesse de la mèche lors du claquement, traversent la cornée sans l’endommager, pour s’arrêter dans le fond d’œil. Les physiciens élaborent alors un modèle de la propagation d’une déformation le long de la monture et concluent qu’il est possible de conférer une vitesse aussi grande que l’on veut à l’extrémité du fouet. Pour cela, un mouvement sec crée un coude qui se propage et qui isole une partie mobile de la monture dont la vitesse augmenterait indéfiniment. Le mécanisme d’accélération de la mèche à une vitesse supersonique ainsi établi, le mouvement de la monture suffit il pour créer une onde de choc ? En 1958 trois chercheurs américains du laboratoire de recherche de la marine américaine s’interrogent : le claquement du fouet ne résulte-t-il pas plutôt d’un choc mécanique entre deux parties de la monture ? Pour lever cette ambiguïté les chercheurs décident d’employer une des nouvelles caméras ultra rapides, qui, à la fin des années 50, fixent déjà jusqu’à 4000 images par seconde. Ils embauchent une troupe d’artistes de music hall : les Los Larabees. Ces artistes entrainés peuvent reproduire des claquements de fouet comparables toujours au même endroit : dans le champ de la caméra. Les chercheurs mesurent ainsi, pour la première fois, la vitesse de la pointe de la mèche d’un véritable fouet : elle est de 30% supérieure à la vitesse du son.

Il reste à visualiser l’onde de choc. Cela est possible en éclairant la scène avec une impulsion lumineuse très brève déclenchée grâce à un micro placé près de la zone de claquement. S’il permet de voir l’onde de choc, ce dispositif ne permet pas de prendre d’images de sa formation. Il faut donc réaliser une expérience définitive qui prouve de façon indiscutable que le déplacement supersonique de la mèche du fouet engendre bien une onde de choc sonore : un BANG !

En 1998, trois physiciens de l’Institut Fraunhofer pour l’étude des phénomènes brefs (à Fribourg) réalisent cette expérience. Grâce à une caméra vidéo enregistrant plus de 9000 images par seconde ils prennent des images d’excellente qualité La vitesse et mesurent avec précision la vitesse de l’extrémité du fouet : elle excède la vitesse du son pendant une durée très courte d’environ 1,2 millième de seconde.

La vitesse de la pointe de la mèche peut même excéder deux fois la vitesse du son (plus fort que Concorde !). L’accélération de la pointe atteint alors 50 000 G, celle de la pesanteur (soit 500 kilomètres par seconde au carré).

Il apparaît donc qu’un fouet est une machine à transformer le mouvement lent de la monture en un mouvement final rapide de la mèche attachée à son extrémité.

Mach (1838-1916)

La physique du coup de fouet

Examinons la dynamique d’un fouet de charretier fait d’une monture fixée à un manche de bois rigide. D’un mouvement rapide du poignet, le charretier crée un coude qui se propage le long de la monture, du manche vers l’extrémité. Lors de ce mouvement il incline son manche vers l’arrière afin de dérouler la monture dans l’air, puis la ramène brusquement vers l’avant pour lui imprimer une vitesse d’ensemble. Poursuivant son mouvement le charretier ramène le manche à la position initiale. Au cours de la première phase de son mouvement de poignet, la monture acquiert une quantité d’énergie cinétique proportionnelle au produit de sa masse par le carré de la vitesse de l’extrémité du manche (la vitesse d’ensemble de la monture). La deuxième phase du mouvement crée le coude recherché ; celui-ci se forme au voisinage du manche, et se propage vers l’extrémité de la mèche. A mesure que ce coude se propage, l’énergie cinétique conférée initialement à l’ensemble de la monture se concentre dans la portion mobile dont la vitesse augmente. Avec ces approximations, l’énergie cinétique étant concentrée dans l’extrémité de la mèche, sa vitesse est la vitesse initiale de la monture multipliée par le quotient des racines carres des masses de l’ensemble et de l’extrémité de la mèche (jusqu’à une certaine valeur limite).

Dans les fouets usuels ce rapport est typiquement de l’ordre de 300. Il suffit donc que le charretier imprime une vitesse initiale de l’ordre de 20mètrespar seconde à l’ensemble de la monture pour que la mèche dépasse la vitesse du son.

Les expériences réalisées à l’aide de fouets de laboratoire montrent qu’un nœud placé près de l’extrémité de la mèche est arraché au cours du claquement, comme si des ciseaux invisibles l’avaient tranché ! Les fortes tensions à l’origine de ce phénomène expliquent aussi pourquoi l’extrémité des mèches se transforme en une houppe faite d’un faisceau de fils ; Cette houppe favorise l’émission de claquements plus bruyants, elle s’use au fur et à mesure, ce qui oblige à changer les mèches assez souvent ; les expériences menées à Fribourg le confirment.

Le mécanisme dominant dans l’émission sonore serait le pivotement rapide de cette houppe (90 degrés en 0,1millième de seconde !)

Lummer avait raison depuis plus d’un siècle ; le claquement du fouet résulte d’un choc supersonique.

Whip cracker

Et dans la Tradition actuelle ? Peut-on faire claquer son fouet ?

Nos anciens faisaient claquer leurs fouets ; j’en veux pour preuve ces citation du Chevalier d’Hémars (1829) qui dans « de l’Aurigie » écrit : ...Pour que le coup de fouet soit bien donné, il faut non seulement qu’il pince aussi fort qu’on l’a voulu, mais encore qu’il produise une belle détonation que le cheval apprend bientôt à craindre puisqu’elle annonce souvent et accompagne toujours la punition.

Si le coup de fouet d’un cocher ne se fait pas attendre on dit qu’il donne des coups de bâton, ce qui est répréhensible.

Si l’on a des chevaux biens dressés, le claquement suffit souvent et a le même effet que le coup.

Dans « le cocher » d’Ercole Tassinari, on lit : ...Dans les fabriques de fouets on faisait, une fois les fouets terminés, « l’épreuve du claquement », comme dans les lutheries où avec la même émotion, on tire les premiers accords d’un instrument à peine terminé. Cette similitude nous a été signalée par notre ami Orio Vergani qui pariait qu’il existait des fouets en fa et des fouets en la mineur !

Dans la tradition hongroise, on fait claquer les fouets.

L’opinion contraire nous vient plus tard (1931) de Max pape qui écrit : « le vrai meneur ne fait jamais claquer son fouet »

Edwin Howlett élude la question et n’en parle qu’une fois de façon peu convaincante : (ne pas faire claquer en reprenant sa monture...) Le général Carlo Volpini, qui est le Faverot de Kerbrech italien, écrit à son tour : « L’habitude de faire claquer son fouet est absolument à proscrire, c’est une chose vulgaire... »

Il vaut mieux donc s’abstenir !

Qu’en pensent les facteurs de fouets actuels JBW ?

  les anciens utilisaient des fouets solides qui résistaient à de fortes sollicitations et comme les professionnels, ils claquaient

  La généralisation des « holly whips » anglais, avec leur col de cygne armé de fanon de baleine rend la pratique du claquement, périlleuse ...pour ces fouets, le manche à l’extrémité où se fixe la monture, présente un diamètre de 6 ou 7 mm ; il casse très facilement et il est fortement conseillé de ne pas faire claquer ces fouets !

  A notre avis, un claquement de fouet pourrait en dressage, être une aide à ne pas négliger, il peut réveiller un équipage endormi, à condition que les chevaux aient été dressés à le craindre ; avec un fouet adapté, ce peut être amusant, mais , c’est défendu !