Coulées sous-marines (Underwater Gliding & Dolphin Kicks)
Phase de glisse (Streamline)
Position optimale
La position hydrodynamique optimale consiste à glisser en position ventrale allongée, mains superposées, tête entre les bras tendus, pieds joints et en flexion plantaire.
La position avec les bras complètement étendus à l'avant est acceptée comme la plus hydrodynamique, appelée "position streamline". Cette position lisse la forme anatomique particulièrement au niveau de la tête et des épaules grâce à l'effet "compressif" produit par les bras étendus.
Profondeur optimale
La traînée hydrodynamique diminue avec la profondeur, bien qu'après 0,75 m les valeurs restent presque constantes. La profondeur a un effet positif sur la réduction de la traînée pendant la glisse, mais cette réduction devient moindre après 0,75 m de profondeur.
Ondulations (Dolphin Kicks)
Biomécanique des ondulations
Les recherches montrent que l'amplitude des ondulations des nageurs internationaux est supérieure à celle des nageurs nationaux, ce qui conduit à une vitesse horizontale plus élevée. La majorité de la force de poussée dans les ondulations est générée par les jambes et l'efficacité est proportionnelle à l'amplitude.
Selon la longueur du bassin et la discipline, la phase sous-marine représente soit 30% soit 60% de la distance de compétition, et les ondulations sont effectuées pendant cette phase pour maintenir une vitesse élevée après le départ.
Technique optimale
Les muscles principaux impliqués incluent les abdominaux et le bas du dos qui stabilisent le corps pour une ondulation efficace. Les orteils et chevilles doivent claquer rapidement de haut en bas - les sprinters élites effectuent leurs pieds si rapidement que cela se fond en un flou bouillonnant.
Il a été observé que la vitesse, la fréquence et l'amplitude des ondulations tendent à diminuer sur les 15 m sous-marins, avec l'initiation recommandée à la marque des 6 m. Maintenir l'amplitude et augmenter la fréquence, spécifiquement quand le nageur approche de la surface, permet d'atteindre une vitesse optimale.
Efficacité propulsive
Les simulations CFD indiquent que l'efficacité propulsive des nageurs humains varie sur une large gamme d'environ 11% à 29%, tandis que l'efficacité des cétacés est d'environ 56%.
Forces propulsives en natation
Mécanismes de propulsion
Forces de traînée vs portance
Les forces de traînée sont les composantes principales de la propulsion. Les forces de portance existent mais sont de magnitude mineure et opèrent généralement dans une direction qui n'est pas particulièrement utile pour la propulsion.
La combinaison de la portance et de la traînée est telle que la force résultante est dans la direction souhaitée de déplacement. La force de portance générée par l'avant-bras est presque nulle à cause de sa forme approximativement cylindrique.
Génération de vortex et propulsion
Des vortex sont générés sur le dos de la main, particulièrement au point où la direction du mouvement change, résultant en une force de portance instable. Le nageur avec une vitesse de main élevée génère un vortex fort sur le dos de la main, ce qui réduit la pression et augmente la différence de pression hydrodynamique entre la paume et le dos.
L'interaction entre ces vortex génère un jet qui s'écoule dans la direction opposée au mouvement de nage, résultant en propulsion et portance.
Équilibre des forces
À vitesse moyenne constante, un équilibre entre la force de poussée (Ft) et la force de traînée (Fd) doit se produire : Ft−Fd = 0 ; donc la puissance générée par les forces de poussée doit être égale à la puissance nécessaire pour surmonter les forces de traînée.
Les nageurs élites de crawl sprint génèrent environ 400 W de puissance propulsive à une vitesse de 2,20 m/s.
Application pratique
Une palette doit continuellement accélérer pour appliquer une force propulsive - la vitesse de la main doit rester supérieure à la vitesse de l'eau qu'elle pousse, ce qui signifie une accélération continue tout au long de la traction.
La performance en natation dépend à la fois de la propulsion et de la traînée active, montrant qu'il est essentiel de vérifier l'existence d'un équilibre entre la puissance générée par les forces de poussée et celle nécessaire pour surmonter les forces de traînée.
Réduction de la traînée
Position du corps
La contraction abdominale peut améliorer la performance de glisse car si les jambes ne coulent pas, la surface frontale est réduite, et donc la traînée diminue.
La position de la tête représente le premier point de changements de forme significatifs quand le nageur est en position de glisse.
Facteurs d'efficacité de glisse
L'efficacité de glisse peut être définie comme la capacité d'un corps en glisse à maintenir sa vitesse dans le temps et à minimiser la décélération - plus la force résistive est faible et plus la masse virtuelle est élevée, plus l'efficacité de glisse est élevée.
Ces données montrent l'importance cruciale de la technique sous-marine et de la compréhension des mécanismes hydrodynamiques pour optimiser la performance en natation sportive.
