En 333 avant J.-C., la légende raconte qu’Alexandre le Grand entra dans la ville de Gordion, en Phrygie, aujourd’hui en Turquie. L’ancienne puissance, autrefois redoutable, avait été réduite à une simple province de l’Empire perse, et tout ce qu’il lui restait de son histoire glorieuse était un vieux chariot, attaché à un poteau sur la place du village.
On pourrait penser que quelqu’un aurait déplacé le chariot au cours des siècles qui suivirent sa mise en place initiale, mais personne ne le pouvait. Le nœud qui le maintenait en place était si fort, si complexe, qu’il était impossible de le défaire. En fait, comme l’épée dans la pierre de la légende arthurienne, seule une personne choisie par les dieux eux-mêmes pourrait accomplir cet exploit, non seulement un citoyen soucieux de la communauté, mais un roi.
Bien sûr, Alexandre n’avait pas de temps à perdre avec des travaux manuels. Il trancha le nœud avec une épée et alla régner sur toute l’Asie. Mais à quoi aurait pu ressembler un véritable nœud gordien, réputé être le nœud le plus solide jamais créé ? C’est une question intéressante.
Et grâce à la technologie et à la théorie modernes, nous pouvons tenter d’y répondre.
Le nœud le plus solide
Nous ne pensons pas souvent aux nœuds comme à une forme de technologie, mais ils en sont une, et l’une des plus anciennes et des plus fiables. Ils précèdent la roue et la hache ; nous faisions probablement des nœuds avant même la découverte du feu. Certains scientifiques pensent même que les nœuds pourraient être plus anciens que l’humanité elle-même.
Nous avons eu beaucoup de temps pour expérimenter, c’est le but. Et nous sommes devenus très bons au fil des ans : il existe aujourd’hui des centaines, voire des milliers de types différents de nœuds, chacun avec ses propres avantages et inconvénients.
Choisir le « meilleur » nœud est une tâche impossible, mais on peut répondre à la question plus spécifique du nœud le « plus solide ». Bien que des investigations scientifiques exhaustives de chaque type de nœud soient irréalisables, les types de nœuds les plus populaires ont été assez bien étudiés, avec des résultats suffisamment concordants pour les classer de manière assez fiable.
Mais voici une question simple : à quoi devons-nous nous attendre exactement de ces résultats ? Ce n’est pas vraiment intuitif ; plutôt qu’une mesure positive de la force, les nœuds ont un taux d’efficacité indiquant combien de résistance à la rupture la corde dans laquelle ils sont noués conserve.
Les spécialistes en spéléologie George Marbach et Bernard Toute affirment qu’il est erroné de penser qu’ajouter simplement un nœud à une corde avant de la tendre renforce celle-ci. Dans leur livre de 2002, « Alpine Caving Techniques: A Complete Guide to Safe and Efficient Caving », ils expliquent que la corde risque plutôt de se rompre au niveau du nœud, à moins qu’elle ne soit endommagée par ailleurs.
Cela prend tout son sens avec un peu de connaissances en physique : sur une corde sans nœud, toutes les fibres partagent également la tension et le poids. Mais nouer la corde – qu’elle soit autour d’elle-même, d’un poteau ou d’autre chose – introduit des courbes dans certaines zones et des compressions dans d’autres, répartissant la tension de manière inégale. C’est là où la tension est la plus élevée que la corde devient la plus faible, et c’est là qu’elle risque de se rompre si elle est tirée trop fort.
La question est donc : quels nœuds réduisent le moins la résistance de la corde ? Demandez à un mathématicien, et il vous donnera probablement la réponse suivante : aucun nœud du tout – connu en théorie des nœuds sous le nom de « non-nœud ». C’est techniquement correct – une corde sans nœud aura théoriquement une efficacité de 100 %, mais ce n’est pas vraiment utile. Alors, quels nœuds réels se distinguent ?
Difficile de déterminer quel est le nœud le plus solide
Malgré le fait que les nœuds soient utilisés tous les jours, qu’il s’agisse d’une technologie aussi ancienne que possible et si intuitive que même les singes peuvent les comprendre, il s’avère que nous ne les comprenons pas vraiment très bien. Du moins, pas au premier coup d’œil.
« Vous pouvez montrer aux gens des photos de nœuds et leur demander n’importe quel jugement sur l’efficacité du nœud », a déclaré Chaz Firestone, professeur associé de sciences psychologiques et cérébrales à l’université Johns Hopkins, dans une déclaration l’année dernière, « et ils n’ont aucune idée. »
« L’humanité utilise des nœuds depuis des milliers d’années », a-t-il dit. « Ils ne sont pas si compliqués – ce ne sont que des ficelles emmêlées. » En effet, il a souligné que les individus ont une capacité remarquablement médiocre à évaluer la solidité et la stabilité nécessaires pour ces structures en cordes.
Et pour preuve, il suffit de regarder l’étude que Firestone et ses collègues venaient de publier. Dans celle-ci, ils ont montré aux participants quatre nœuds superficiellement similaires – le « nœud plat », le « nœud de voleur », le « nœud de grand-mère » et le « nœud de chagrin » – qui « sont assez visuellement similaires », explique l’article, « et pourtant, ils varient considérablement en termes de stabilité. »
Objectivement, l’ordre correct de résistance devrait être d’abord le nœud plat, puis le nœud de grand-mère, puis le nœud de voleur, et enfin le nœud de chagrin – un classement confirmé « non seulement par les connaissances culturelles et les pratiques des communautés qui utilisent (ou évitent) ces nœuds (comme les marins et les scouts), mais aussi par des études scientifiques récentes sur eux », souligne l’article. Mais lorsqu’on leur a demandé de juger à partir de photos quel nœud tiendrait le plus longtemps, les participants à l’étude étaient pratiquement désespérés.
Il semble que quelques expérimentations physiques soient nécessaires si nous voulons trouver le nœud le plus solide possible. Et heureusement, certains scientifiques ont fait exactement cela.
Un problème épineux
La clé de l’expérience de Firestone et Croom était le fait que les quatre nœuds impliqués devaient se ressembler. Et ils se ressemblaient – pour quelqu’un sans expérience de la voile ou du scoutisme, ils étaient pratiquement indiscernables.
Mais cela soulève un point intéressant. Pourquoi, s’ils sont si étroitement liés, se comportent-ils si différemment ?
En 2020, une équipe de mathématiciens et d’ingénieurs du MIT a entrepris d’enquêter, développant une réponse mathématique à la question « Qu’est-ce qui rend un nœud plus solide qu’un autre ? » Leur recherche a utilisé une invention inestimable : un type de corde dont les fibres changeaient de couleur en réponse à la contrainte ou à la pression.
C’était une opportunité « d’étudier réellement la stabilité des nœuds », a déclaré Jorn Dunkel, professeur de mathématiques au MIT qui a travaillé sur le projet, à NPR à l’époque. « Parce qu’avant, évidemment, personne n’était vraiment capable de regarder dans les nœuds et de voir où va la contrainte et comment les forces sont réparties. »
En analysant les changements de couleur dans divers nœuds, l’équipe a pu déterminer lesquels pouvaient supporter la contrainte – et, plus important encore, pourquoi. Ils ont découvert, par exemple, que « la torsion est assez importante dans le comportement des nœuds », a déclaré Vishal Patil, alors étudiant diplômé du MIT, à NPR. En fait, c’est la propriété qui distingue le nœud plat du nœud de grand-mère, a découvert l’équipe.
Cependant, la question principale était la suivante : quel le nœud le plus solide ? Nous connaissions déjà plus ou moins la réponse.
Des recherches pour rien ?
Eh oui : il s’avère qu’après toutes ces recherches sur les mathématiques et la physique de ce qui fait un bon nœud, les réponses étaient sous nos yeux depuis le début. « Il semble que les humains aient eu de la chance et découvert quelques bons nœuds sans trop savoir pourquoi ».
Par exemple, il y a le « nœud de sang », ou nœud baril – un nœud d’attache utilisé pour joindre deux morceaux de corde ensemble. Décrit dans le livre Ashley Book of Knots comme « le meilleur nœud d’attache pour les petites lignes, rigides ou glissantes », le nœud de sang ne réduit la résistance de la corde que de 10 à 20 %, ce qui en fait l’un des liens les plus stables disponibles.
Ou encore un autre nœud assez solide, familier aux alpinistes, spéléologues et marins parmi nos lecteurs : le nœud en huit, qui présente également une réduction de résistance d’environ 20 %. Il s’agit d’un nœud d’arrêt – utilisé pour empêcher une corde de glisser à travers un trou – et il est « beaucoup plus facile à défaire que le nœud simple, n’a pas la même tendance à se coincer et à endommager les fibres, et est plus grand, plus solide et tout aussi sûr », selon Ashley. Marbach et tous les autres sont d’accord, affirmant que « chaque spéléologue devrait savoir faire le nœud de huit parfaitement les yeux fermés. »
Et donc, le nœud le plus solide est…
Dunkel et Patel ont privilégié le nœud de Zeppelin sur la base de leurs recherches – plus solide que le nœud de papillon alpin utilisé en escalade, mais peut-être plus difficile à dénouer. Le coauteur Mathias Kolle, professeur associé au MIT dans le cadre du programme Rockwell International Career Development, envisage d’utiliser les résultats pour créer un nouveau nœud du futur, encore plus solide, dont nos ancêtres marins, éclaireurs ou tout simplement écervelés ne pourraient que rêver.
Si vous prenez une famille de nœuds similaires parmi lesquels la connaissance empirique en distingue un comme étant « le meilleur », nous pouvons maintenant dire pourquoi il mérite cette distinction », a déclaré M. Kolle dans un communiqué à l’époque. Nous pouvons comparer les nœuds les uns aux autres pour les utiliser dans la suture, la voile, l’escalade et la construction.
