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Science décalée : l’art d’uriner sans éclabousser

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Par Janlou Chaput, Futura

Deux chercheurs américains ont étudié la meilleure façon d'uriner sans éclabousser partout, « en réponse à des critiques acerbes et répétées de nos mères et après des échecs sentimentaux avec des femmes ». Tout est une question d'angle et de distance.

L'impact de l'urine pénétrant dans l'eau  Afin d'étudier la meilleure façon de faire pipi sans éclabousser, des chercheurs ont observé la dynamique des fluides au moment où l'urine pénètre dans l'eau. Et cela donne cette vidéo. © BYU Splashlab 

Randy Hurd et Tadd Truscott sont des spécialistes de la mécanique des fluides. Au retour du congrès de la Société américaine de physique l'an passé, durant leur long voyage en voiture, se nourrissant uniquement de sucre et de café, ils ont eu l'idée d'étudier le meilleur moyen d'uriner sans s'éclabousser les pieds. Ils reviendront présenter leurs résultats le 24 novembre prochain, à la session de cette année.

Le contexte : le problème des hommes et de la cuvette des toilettes

La miction est l'une des fonctions les plus basiques de l'espèce humaine. Mais les hommes sont confrontés à un problème existentiel : lorsqu'ils urinent, ils doivent faire en sorte que la totalité du liquide reste à l'intérieur de la cuvette des toilettes. Et ce n'est pas toujours aussi simple que ça en a l'air, la faute à l'instabilité de Plateau-Rayleigh, qui explique qu'un liquide qui tombe se répand en de multiples gouttelettes qui partent dans tous les sens.

Randy Hurd et Tadd Truscott, deux chercheurs de la Brigham Young University, dans la petite ville états-unienne de Provo (Utah), se sont dit que les critiques qu'ils ont pu recevoir des femmes de leur vie ne pouvaient plus durer, comme ils le précisent dans le résumé de l’étude, et qu'ils devaient trouver quelle était la meilleure façon de faire pipi sans laisser de traces de leur passage. Après avoir tourné la question dans tous les sens, ils sont revenus au congrès annuel de la Société américaine de physique afin de faire part de leurs conclusions. Sans grande surprise, c'est avant tout une histoire d'angle... et de distance.

L’étude : la mécanique des fluides au secours des hommes

Les deux scientifiques ont conçu par impression 3D un petit tuyau imitant l'urètre d'un homme de 8 mm long et 3 mm de diamètre. Ils l'ont relié à un autre tube connecté à un récipient pressurisé, de manière à obtenir un débit de 21 ml/s, ce que l'on observe en moyenne chez un adulte d'une quarantaine d'années en bonne santé.

Sur les surfaces solides, comme dans le cas des urinoirs, la dispersion des éclaboussures dépend de l'angle d'impact : mieux vaut qu'il soit faible pour éviter de s'en mettre sur les pieds. © Chris Mabey, Randy Hurd et Tadd Truscott, BYU

Le dispositif a été éprouvé sur des surfaces solides, pour imiter la porcelaine des urinoirs, ainsi que directement dans de l'eau, afin de mimer au mieux ce qui se passe dans les toilettes. Un fond blanc en arrière-plan permet de bien visualiser le mouvement du liquide au moment de l'impact, comme on peut le voir sur la vidéo ci-dessus, filmée à partir de techniques d'imagerie à haute vitesse.

Pour limiter les éclaboussures, les auteurs ont montré qu'il fallait frapper avec un angle adapté. Entre 45° et 90°, les gouttelettes rebondissent plus loin. Il faut donc chercher à obtenir un angle d'impact moins important. Et cela dépend aussi d'un autre paramètre : la distance. Rien d'incohérent car l'on sait bien que tout projectile lancé dans une direction finit toujours sur Terre par retomber, attiré par la gravité. Et plus on est loin, plus il faut donner à l'urine une trajectoire courbe, qui finit par tomber à la verticale dans le réservoir d'eau à une vitesse importante, ce qui conduit à de belles éclaboussures.

L’œil extérieur : uriner assis, mieux encore que viser la mouche

Comme préconisé dans certains restaurants asiatiques, et récemment plébiscité par un homme politique suédois, les scientifiques pensent que la meilleure façon d'uriner proprement pour les hommes est de s'asseoir sur la cuvette. En effet, on divise par 5 la distance avec le réservoir d'eau des toilettes par rapport à la situation où l'on est debout.

Mais cela peut affecter la gent masculine dans sa virilité. En effet, il existe un mot particulier en Allemagne pour désigner cette pratique : sitzpinkler, qui est également associé à un manque de courage dans le langage commun. Alors quoi de mieux ?

Les auteurs suggèrent surtout de viser en premier lieu la porcelaine, car le résultat est le moins chaotique, bien que ce matériau soit hydrophobe et qu'il n'arrange pas forcément les hommes face à ce problème. L'idée de la mouche à viser, courante dans les toilettes japonaises, plaît bien aux chercheurs. Mais, précisent-ils, le problème c'est qu'elle est souvent mal positionnée...

Lorsque l'urine vient frapper l'eau, elle éclabousse en partie les environs. L'étendue des salissures dépend de l'angle d'impact et de la distance. © Alex Staroseltsev, Fotolia
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