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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