Naviguer dans une foule animée est souvent une expérience maladroite, mais parfois, c’est beaucoup plus facile que les autres. Dans un couloir bondé, les gens semblent s’organiser spontanément dans des voies, tandis que dans une place de la ville ouverte, les gens voyagent dans toutes les directions, se déplaçant d’un côté à l’autre.
Mais qu’est-ce qui détermine la façon dont les gens se déplacent dans les espaces animés?
Karol Bacikun mathématicien du MIT, et des collègues ont développé une théorie mathématique qui prédit avec précision le flux des piétons et le point où il passe des voies organisées à une foule enchevêtrée. Le travail, qu’ils ont signalé dans le journal PNA Le 24 mars, pourrait aider les architectes et les urbanistes à concevoir des espaces publics plus sûrs et plus efficaces qui favorisent les foules ordonnées.
L’équipe a commencé par créer une simulation mathématique d’une foule émouvante dans différents espaces, en utilisant des équations de dynamique des fluides pour analyser le mouvement des piétons dans divers scénarios.
« Si vous pensez à la foule entière qui coule, plutôt que des individus, vous pouvez utiliser des descriptions de fluide », a déclaré Bacik dans un déclaration. « Si vous ne vous souciez que des caractéristiques mondiales comme, y a-t-il des voies ou non, alors vous pouvez faire des prédictions sans connaissance détaillée de tout le monde dans la foule. »
Math des foules
La largeur de l’espace et les angles où les gens l’ont déplacée ont fortement influencé l’ordre global de la foule. L’équipe de Bacik a identifié la «propagation angulaire» – le nombre de personnes marchant dans différentes directions – comme le facteur clé pour savoir si les gens se sont organisés dans des voies.
Lorsque la propagation des personnes marchant dans différentes directions est relativement faible – comme dans un couloir étroit ou sur la chaussée – les piétons ont tendance à former des voies et à rencontrer la circulation venant en sens inverse. Cependant, un éventail plus large de directions de voyage individuelles – par exemple, dans un concours carré ou aéroportuaire ouvert – augmente considérablement la probabilité de désordre alors que les piétons esquivent et se tissent pour atteindre leurs destinations distinctes.
Le point de basculement, selon cette analyse théorique, était une propagation angulaire d’environ 13 degrés, ce qui signifie que les voies ordonnées pourraient descendre en flux désordonné une fois que les piétons commencent à voyager à des angles plus extrêmes.
« Tout cela est très commun », a déclaré Bacik. « (Mais) maintenant, nous avons un moyen de quantifier quand nous attendre à des voies – ce débit spontané, organisé et sûr – par rapport aux troubles, moins efficaces, potentiellement plus dangereux. »
Cependant, les chercheurs tenaient à déterminer si la réalité d’une foule humaine supporte cette théorie, ils ont donc conçu une expérience pour simuler un passage à niveau très fréquenté. Des bénévoles, chacun portant un chapeau en papier étiqueté avec un code-barres unique, ont reçu divers positions de début et de fin et ont été invités à marcher entre les côtés opposés d’un gymnase sans se heurter à d’autres participants. Une caméra aérienne a enregistré chaque scénario, suivant à la fois le mouvement des piétons individuels et le mouvement global de la foule.
Une analyse ultérieure des 45 essais a confirmé l’importance de la propagation angulaire, montrant une transition des voies ordonnées aux mouvements désordonnés à des angles proches des 13 degrés théoriquement prédits. De plus, à mesure que le trouble augmentait, les piétons ont été contraints de se déplacer plus lentement pour éviter les collisions, avec une réduction de vitesse d’environ 30% pour les foules aléatoires par rapport aux voies ordonnées, a constaté l’équipe.
L’équipe de Bacik cherche maintenant à tester ces prédictions dans des scénarios du monde réel, et ils espèrent que le travail aidera finalement à améliorer les environnements surpeuplés.
« Nous aimerions analyser des images et comparer cela avec notre théorie », a-t-il déclaré. « Nous pouvons imaginer que, pour quiconque conçoit un espace public, s’il veut avoir un flux piétonnier sûr et efficace, notre travail pourrait fournir une directive plus simple ou des règles de base. »
