Nous allons analyser quelques aspects fondamentaux de l’hydrodynamique en natation afin d’établir une technique de nage libre efficace. Grâce à cela, le nageur pourra pratiquer son sport de manière détendue et sans effort.
Tout d’abord, un aspect fondamental est l’équilibre du corps dans l’eau. Du point de vue de l’hydrodynamique, le meilleur équilibre correspond à une position du corps qui minimise la résistance visqueuse et les contraintes tangentielles de frottement dues au contact avec l’eau. En ce sens, la position horizontale est la position d’équilibre. Les pieds, les hanches et la tête, tournés vers le fond de la piscine, sont parfaitement alignés par rapport à un axe imaginaire.
Croquis 1
Sur le croquis, les tensions de frottement sont représentées en bleu.
Si la position du nageur n’est pas horizontale, mais que les hanches et les jambes sont enfoncées, la résistance visqueuse à surmonter sera plus importante. En plus des tensions de frottement tangentielles, il devra surmonter les pressions visqueuses perpendiculaires à la surface de contact.
Croquis 2
Sur l’image, en bleu, les frottements, et en rouge, les pressions visqueuses.
Mais le corps humain n’a pas une densité uniforme. Le torse, parce qu’il abrite les poumons, bénéficie d’une flottabilité nettement supérieure à celle de la taille ou des jambes. C’est pourquoi de nombreux nageurs ont les hanches et les jambes enfoncées et doivent secouer intensément les jambes pour essayer de les soulever. Cela entraîne une plus grande consommation d’énergie.
L’objectif est que la progression du nageur dans l’eau crée le moins de perturbations possible et qu’il glisse dans l’eau plutôt que d’essayer de la pousser vers l’arrière. Pour ce faire, le nageur doit toujours avoir un bras en avant de la tête et des épaules, dans une position proche de l’horizontale. Il traverse ainsi le fluide avec le moins de surface possible, d’abord avec la main, puis avec le bras. Ce dernier reste en avant (couleur verte sur l’image), pendant toute la phase de récupération du bras opposé (couleur bleue sur l’image). Au moment où la récupération se termine et où commence la phase d’entrée dans l’eau et d’extension, le bras avancé commence à bouger au début de la phase de préhension.
Croquis 3
Cette position avancée et presque horizontale d’un bras à tout moment favorise le maintien de l’équilibre du corps dans la position horizontale optimale. De plus, avec la position avancée du bras, le nageur aura une plus grande « longueur », ce qui entraîne une plus grande vitesse de mouvement.
Croquis 4
Sur cette image, le nageur ne garde pas son bras en avant (bras vert), il doit donc surmonter plus de frottements au niveau de la tête et des épaules pendant la nage en avant.
La roulade est la rotation du nageur autour d’un axe imaginaire de la tête aux pieds. Ce virage commence à partir des hanches, avec l’aide de chaque coup de pied. La roulade permet au nageur de prendre appui sur son corps, en partie sur le côté, en réduisant sa « manche« , afin de diminuer les frottements dans l’avancée.
Croquis 5
A droite, le dessin représente la roulade du nageur. Vous pouvez voir comment la « poutre » (flèche rouge) diminue avec elle.
Un mouvement de roulade efficace sera une rotation alternée dans un sens et dans l’autre, synchronisée avec le balancement d’une jambe et l’entrée dans l’eau et l’extension du bras opposé. La rotation doit être subtile, tout au plus suffisante pour améliorer la glisse. Une rotation excessive, conformément à la poussée d’Archimède, augmentera l’enfoncement du nageur et le déséquilibrera.
Par Luis Llor, ingénieur hydraulique senior du département d’architecture d’Amusement Logic.
