Propulsion et Résistances àl’Avancement dans le milieu

Aquatique

Le problème fondamental de la Natation Sportive

Nager vite, c’est gérer la contradiction entre:

-améliorer l’efficacité propulsive-diminuer les résistances à l’avancement

Au cours de la même action

Les modèles utilisés pour expliquer la propulsion

Chollet (1990, 1997) Sidney (1992)

Se propulser, c’est créer des résistances au niveau des

segments propulsifs.

1. Résistances de Traînée

2. Résistances de Portance

Sur terre

Milieu aquatiqueTraînée: Principe d’Action Réaction (3ème loi de newton)

ACTION

REACTION ou TRAINEE

Action-Réaction

Analyse précisePORTANCE

LIGNE DE FLUX

FORCERESULTANTE

TRAINEE

ANGLE VERTICAL 66°

Trajet main

Flux de liquide autour de la main

+-

Améliorer l’intensité et la durée (impulsion) de la force de traînée

L’intensité dépend:-viscosité et masse volumique du

fluide-forme de l’objet déplacé

-surface de l’objet déplacé-angle de l’objet déplacé-vitesse de l’objet déplacé

La durée dépend:-longueur du trajet de l’objet déplacé

-profondeur du trajet de l’objet déplacé

Importance de la réaction: Améliorer son efficacité propulsive.

Vue face et profil

ORIENTATION & QUANTITE

PROFONDEUR

LONGUEUR

VITESSE & ACCELERATION

Exemple

Résistances de Portance

Propulsion par différentiel de pression dans un sens perpendiculaire au sens de l’objet

(segment propulsif) déplacé.

Principe de portance: propulsion par différence de pression.

Déplacement de l’objet

Déplacement du fluide

PRINCIPE DE BERNOUILLi

L’avion

Déplacement du fluide

Déplacement de l’objet

+

-

L’hélice

+

-

Le plongeon

+--

Le plongeon

Lutter contre le couple de redressement

+

-

+ -

Combinaison Portance Traînée.

Combinaison Portance-TrainéeDéplacement de la main

TRAINEE

PORTANCE

Combinaison Portance Trainée

PORTANCE

LIGNE DE FLUX

FORCERESULTANTE

TRAINEE

ANGLE VERTICAL 66°

Combinaison Portance Trainée

Quel principe prédomine sur l’autre??

Quel principe prédomine sur l’autre??

Quel principe prédomine sur l’autre??

Brasse: composante latérale

Propulsion :Jambes ou Bras?

Propulsion Jambes-Bras

Rôle des jambes

Jambes seules Bras seuls Nage complête

Vitesse de nage

Coût énergétique

Les Résistances àl’avancement.

Glisser, c’est diminuer les Résistances à l’Avancement au

niveau des segments non propulsifs

-Résistance de forme

-Résistance de vague

-Résistance de frottement

Résistances de Forme et

Résistances de Frottement

Lorsqu’un fluide passe au-delà d’un obstacle, les particules composant ce fluide dévient de leur trajet initial.

Plus cette déviation est importante, plus les résistances sont grandes.

+ -

Un écoulement laminaire correspond à un écoulement où la couche limite est proche de l’objet, il y a peu de turbulence , peu de résistance.

Sens de déplacement

Résistance de Frottement

-quand l’eau passe sur une surface rugueuse

-dépend de la rugosité de la surface-de la viscosité du liquide

épilation, combinaison, bonnet,

Résistance de Forme

Elle dépend de la géométrie de l’objet-forme -longueur-orientation, surface perpendiculaire à l’axe

de déplacement ou « Maître couple ».

Forme des objets

Longueurs des objets

Maître couple des objets

Surface représentant la projection orthogonale du corps sur un plan vertical à son sens de déplacement.

(Chollet, 1990, 1997)

Maître couple des objets

Perpendiculaire àl’axe de déplacement

Diminuer la résistance de vague

R vague= V/√gL

Utilisation en navigation maritime

Formule de Résistance à l’Avancement

R = K S V2

BILAN

Amélioration du record du monde

19701950193019101890189050

60

70

80

Evolution du record du monde du 100-m nage libre

Année

Tem

ps (s

) 1

2

3min

1922

1. Passage brasse crawl

2. Respiration encrawl

3. Profondeur et longueur des appuis

1 Passage brasse-crawl

1 Passage brasse-crawl

1 Passage Brasse-Crawl

2 Intégration Respiration

« L’instinct du débutant est de retenir sa respiration. Dès qu’il aura surmonté ce problème, la moitié du chemin est parcouru et il est prêt pour aborder le vrai travail technique. »

« Après avoir résolu mon problème respiratoire, …, . C’est alors que vint mon troisième grand progrès dans l’aisance aquatique. Là où un mille par jour m’épuisait complètement, j’arrivai à en faire un et demi avec la plus grande facilité. »

Weissmuller, 1930

1er sous la minute au 100M

1er sous les 5 minutes au 400M

2 Intégration Respiration

3 Amélioration efficacité propulsive

1928: Weissmuller 57’8

1952: Scholes 57’4

3 Amélioration efficacité propulsive

Jeux Olympiques de Los Angeles (1932) - Hélème Madison- 1 min 06 s 6

3 Amélioration efficacité propulsive

Jean Taris Mark Spitz

4 Amélioration des parties non nagées

4 Amélioration des parties non nagées