Présentation Guidée — Physique · TIPE 2026
Résonance et rotation dans le cerveau :
pourquoi un choc à la tête est-il dangereux ?
Biomécanique de la commotion cérébrale — un cerveau mou dans une boîte rigide.
Ce n'est pas l'impact qui abîme le cerveau, c'est son mouvement à l'intérieur du crâne.
Thylane Sérié · Sarah Plotkine · Louna Bouflim
Lycée Saint Louis · 2026
«
Il existe une fréquence de résonance d'un modèle simplifié du cerveau qui
amplifie les déformations internes lors d'un choc — et c'est la rotation,
pas la translation, qui déforme le plus.
1,6–3,8 M
commotions liées au sport / an aux États-Unis (CDC, 2003)
0,1–10 kPa
module d'Young $E$ du cerveau : ~10⁷× plus mou que l'acier
~10–30 Hz
fréquence propre $f_0$ estimée du modèle (prédiction, non mesurée)
L'idée physique, en bref
Le cerveau n'est ni solide ni liquide : c'est un milieu viscoélastique
mou, baignant dans le liquide céphalo-rachidien,
enfermé dans une coque rigide. Comme tout système masse–ressort–amortisseur, il possède une
fréquence propre. Si le choc contient
des composantes proches de cette fréquence, la déformation interne est amplifiée par
résonance — c'est là que le danger est maximal.
$$ m\,\ddot{x} + c\,\dot{x} + k\,x = F(t), \qquad f_0 = \frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{k}{m}} $$
L'oscillateur amorti forcé : le gel = la masse $m$, sa rigidité = le ressort $k$,
sa viscosité = l'amortisseur $c$, le choc = $F(t)$. Ce modèle prédit la résonance.
Cadrage honnête
L'expérience n'a pas abouti : le cerveau en gélatine 3D s'est effondré, et aucune grandeur
— ni le module d'Young $E$, ni la viscosité $\mu$, ni la courbe rotation — n'a été mesurée. Ce site ne déguise
rien en données : il sert à comprendre la physique à fond et à défendre la démarche :
« voilà ce qu'on a tenté, pourquoi ça a cassé, ce que la physique prédit, et comment on s'y prendrait. »
Explorer le projet
Présentations & supports
La projection (7 diapos), les notes d'oratrice, le dossier expérience, le pré-mortem,
le support pédagogique — tous les PDF, plus le deck HTML interactif.
Wiki concepts
Les 7 diapos dépliées une à une, et chaque mot technique avec une image à garder
en tête : $E$, $\mu$, viscoélasticité, oscillateur, $f_0$, résonance, $Q$, Stokes, Reynolds…
Le plan imposé (7 diapos)
