Une puissante acclamation éclate d'El Sadar, l'immense stade de football de Pampelune. Ossasuna, l'équipe locale, est en train de gagner.
Iker Zuriguel on estime qu'il y a entre 20 000 et 25 000 personnes à l'intérieur du stade qui applaudissent, piétinent et crient. Il plane juste à l'extérieur du match, mais il n'est pas là pour le match.
« Nous sommes venus ici parce qu'il y a beaucoup de monde », explique Zuriguel, physicien appliqué à l'université voisine de Navarre. Il étudie le mouvement de ces foules pour optimiser leur flux et leur confort – et améliorer la sécurité publique.
« Beaucoup de gens qui tentent d'avancer trop vite au milieu d'une foule immense peuvent être dangereux », dit-il, que ce soit lors d'un concert, d'un pèlerinage ou d'un événement sportif comme celui-ci. Cela peut entraîner des blessures, des piétinements et, dans les pires scénarios, décès.
Quelques secondes après la fin du match, une rivière de supporters en chemises rouges déborde des portes du stade et dans la rue.
Zuriguel choisit un endroit dans le coin où la foule est la plus dense. Il se faufile dans la foule, désignant les gens qui marchent directement derrière des individus qu'ils ne connaissent pas, mais qui se déplacent dans la même direction qu'ils souhaitent. Ils ne sont pas conscients de cette soi-disant formation de voies – ils le font simplement.
« Il est plus facile de suivre ceux qui marchent juste pour éviter d'entrer en collision avec des gens qui viennent dans la direction opposée », dit-il.
Chacun de ces individus peut penser qu’il peut prendre ses propres décisions quant à la manière de se déplacer dans la foule. Mais au sein d’une telle masse de personnes, certains schémas émergent. Et Zuriguel souhaite comprendre quels sont ces modèles.
« En tant qu'individu, nous pouvons penser et réagir », dit-il. « Mais quand on commence à augmenter la densité, c'est parfois difficile de faire ce que l'on veut parce que la foule est là. »
Et c’est là que les lois de la physique, plutôt que le libre arbitre, commencent à prendre le dessus.
Devenir granulaire
Zuriguel n'a pas toujours étudié les foules. Pendant longtemps, il s’est concentré sur le mouvement des particules plutôt que sur celui des personnes. Il faisait des expériences qui consistaient à envoyer des grains et des roulements à billes dans de petits silos.
Mais il y a 20 ans, un article du journal a attiré son attention. Une équipe de chercheurs avait placé une vingtaine de personnes dans une pièce et leur avait demandé d'évacuer au plus vite, comme en cas d'urgence. Ce qui est frappant, c’est que lorsque les chercheurs ont placé un obstacle près de la porte de sortie – en l’occurrence une planche – le flux s’est amélioré.
« La pièce est évacuée plus rapidement », précise Zuriguel.
Mais il affirme que le journal a déclenché une controverse. Il n'était pas évident si le conseil d'administration aidait simplement parce qu'il modifiait la dynamique physique impliquée, ou s'il changeait peut-être le comportement ou la psychologie des gens. Et savoir quel facteur est à l’origine de ce phénomène pourrait contribuer à améliorer la sécurité des personnes dans le monde réel.
Zuriguel a donc décidé d’aborder le problème de manière plus rigoureuse. Il s'est d'abord tourné vers ses grains en plaçant un petit obstacle au-dessus de la sortie du silo.
« Je me souviens encore de la sensation de faire la première expérience avec l'obstacle », raconte Zuriguel.
Jusque-là, les grains avaient toujours bouché l'orifice de sortie toutes les deux ou trois secondes. Avec l'obstacle, ils ont continué pendant trois minutes.
« Et puis je dis : « Oh mon Dieu », se souvient Zuriguel. C'était, pour moi, incroyable. Après avoir refait l'expérience pour être sûr, il a invité ses collègues à venir voir.
« Les céréales n'ont aucune psychologie », dit-il. En d’autres termes, le résultat pourrait s’expliquer par la physique seule. D’une manière ou d’une autre, l’obstacle réduisait la pression exercée à la sortie, empêchant ainsi les grains de se coincer.
Compter les moutons
Zuriguel se tourna ensuite vers les moutons.
« Les moutons me sont venus à l'esprit parce que mon grand-père était (un) berger », dit-il. Et comme son grand-père le savait bien, les moutons se suivent, même s'ils doivent se frayer un chemin à travers une ouverture étroite.
Zuriguel et ses collègues ont travaillé avec un berger dans les montagnes à l'extérieur de la ville de Saragosse pour faire passer une centaine de moutons à la fois par une porte afin de recevoir de la nourriture de l'autre côté. Le résultat était le suivant : « écoulement, blocage, blocage, écoulement, blocage — ce genre de comportement », explique Zuriguel.
Lorsqu’ils ont placé un cylindre de béton à quelques mètres de la porte, le nombre de moutons qui y passaient s’est légèrement amélioré. Mais tout comme pour les grains, cela réduit à la fois la durée et le nombre des bouchons les plus longs – qui peuvent être les plus dangereux –. de plus de 90%.
Zuriguel était enfin prêt à essayer cela avec les gens. Mais lorsqu'il a utilisé un obstacle d'une tonne et a demandé à des étudiants volontaires de se frayer un chemin jusqu'à la sortie, « les expériences devenaient un peu dangereuses », dit-il. « Les gens poussaient beaucoup. »
Il était prêt à tout abandonner lorsqu'un collègue lui a parlé d'un capitaine de l'armée espagnole qu'il connaissait qui aimait le projet et était impatient d'y participer. « Un groupe de 200 soldats est à votre disposition pour faire des expériences et pousser aussi fort que vous le souhaitez, comme un exercice », se souvient Zuriguel, lui disant le capitaine.
Zuriguel a pensé à cette étude d'il y a vingt ans avec 20 personnes et un conseil d'administration ; un groupe de 200 personnes pourrait offrir un test bien plus puissant.
Alors ils l'ont mis en place. Les instructions données aux soldats étaient les suivantes : « Essayez de sortir de cette caserne le plus vite possible, comme s'il y avait un incendie, comme si votre vie était en danger », explique Zuriguel.
Mais il n'y a eu aucun effet de l'obstacle soit sur le débit, soit sur le colmatage.
Pour être honnête, les humains n’ont pas la forme d’un mouton ou d’un grain. Et contrairement à l’étude avec la planche, Zuriguel estime que tous ces soldats énergiques ont accumulé tellement de pression sur la sortie, poussant aussi fort qu’ils le pouvaient en présence d’un obstacle, que des forces de cisaillement ont peut-être pris le dessus, les faisant tourner et rendant une sortie nette plus difficile.
« Les gens (sont) tournés vers l'arrière et veulent beaucoup tourner », dit-il. « Nous pensons que ces rotations, ce désordre, empêchent l'efficacité de l'obstacle. »
Zuriguel continue de chercher des moyens d'améliorer le départ rapide d'une foule d'un petit espace.
Entre-temps, il a également voulu analyser les foules dans le monde réel – et il n'a pas eu besoin d'aller bien loin pour le faire.
« J'ai un laboratoire incroyable à trois kilomètres de mon bureau », dit-il avec un sourire.
Faire des expériences avant la course des taureaux
Zuriguel se dresse au cœur de Pampelune sur une place un peu plus petite que la superficie d'une piscine olympique.
Début juillet, chaque matin, pendant huit jours, la célèbre course de taureaux passe par ici. « Les taureaux montent là-bas et font demi-tour ici », dit-il.
Mais avant tout cela, les choses démarrent avec la fête de San Fermín. Toute la matinée, les gens affluent sur cette petite place.
« La densité grandit, grandit, grandit », dit Zuriguel. « À chaque instant, les gens vous poussent. » La foule peut être si serrée que les gens sont soulevés du sol sous eux. « Ce que tout le monde attend, c'est le début du festival à midi. Juste un seul feu d'artifice – boum – à midi. »
À l’heure actuelle, quelque 6 000 personnes sont si serrées que Zuriguel dit qu’il peut être difficile de respirer. Depuis plusieurs années, lui et ses collègues filment les mouvements des masses depuis un balcon au-dessus.
« J'ai déjà côtoyé cette foule et j'ai pensé à plusieurs reprises : 'C'est chaotique. C'est un désastre' », dit-il.
Mais au sein de ce chaos apparent, les images ont révélé un schéma : chaque personne dans la foule a tracé à plusieurs reprises un cercle approximatif sur le sol de la taille d’une voiture. « C'était vraiment surprenant », déclare Zuriguel. « Je ne m'attendais pas à ça. »
Ces mouvements orbitaux a duré systématiquement 18 secondesune durée qui, selon l'équipe de recherche, est probablement due à la forme de la place. En fait, juste après le feu d'artifice, lorsqu'un orchestre traditionnel traverse le milieu de la foule, divisant la place en deux, ces mêmes mouvements orbitaux sont également coupés en deux, à huit ou neuf secondes.
Zuriguel explore maintenant les quelques ondes de pression qui se propagent à travers cette foule où les gens se poussent les uns contre les autres depuis l'arrière de la place jusqu'à l'avant. De telles vagues ailleurs peuvent être mortelles, mais Zuriguel affirme qu'il n'y a jamais eu de blessés ni de morts ici pendant les fêtes de San Fermín.
L'analyse n'est pas encore terminée, mais il pense que ces mouvements orbitaux, ainsi que le fait que presque tout le monde soit orienté dans la même direction vers l'hôtel de ville, pourraient aider à briser les ondes de pression.
« Si nous comprenons la motion, si nous comprenons pourquoi cela se produit », dit Zuriguel, « je pense que nous pourrons appliquer certaines stratégies dans d'autres endroits pour prévenir ce genre de catastrophes » – traduisant ainsi l'agitation d'une foule imbibée de sangría en recommandations qui pourraient bien sauver des vies.
