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Avec sa taille de 1,96m, Usain Bolt
n'est pas un modèle d'aérodynamisme. Il détient pourtant depuis 2009
le record du monde du 100m, un exploit qu'ont analysé des
physiciens, démontrant l'extraordinaire puissance qu'il met en
oeuvre... et la place de l'aérodynamisme dans la vie de tous les
jours.
Selon le modèle développé par l'équipe de Jorge Hernandez
(Université autonome de Mexico), le temps de 9,58 secondes réalisé
par Bolt à Berlin a nécessité une force moyenne de 815,8 newtons. Et
l’athlète jamaïcain a atteint une vitesse maximale de 12,2 mètres
par seconde. Mais selon les chercheurs, le plus étonnant dans cette
performance est que l'essentiel du travail fourni par Bolt a été
annulé par la résistance de l'air.
En prenant en compte l'altitude de la piste de Berlin, la
température au moment de la course et le profil de Bolt lui-même,
ils ont calculé qu'il avait un "coefficient de traînée" de 1,2,
autrement dit qu'il est moins "aérodynamique" que l'humain moyen.
Selon ces calculs, Bolt a développé 81,58 kJ d'énergie pendant les
9,58 secondes de la course, mais seulement 7,79% de cette énergie
ont servi au mouvement. Tout le reste (92,21%) a été absorbé par la
traînée, la force imposée par les conditions terrestres, qui
s'oppose à celle que le coureur exerce vers l'avant.
Les chercheurs ont de plus calculé que Bolt avait une puissance
maximale de 2.619,5 watts après seulement 0,89 seconde de course,
alors qu'il était à la moitié de sa vitesse maximale, ce qui
démontre l'effet presque instantané de la traînée.
"Le coefficient de traînée que nous avons calculé met en évidence
les capacités exceptionnelles de Bolt. Il a été capable de
pulvériser plusieurs records alors qu'il n'est pas aussi
aérodynamique qu'un humain peut l'être", a commenté Jorge
Hernandez, qui ajoute "Bien sûr, si Bolt devait courir sur une
planète avec une atmosphère beaucoup moins dense, il pourrait battre
des records de manière fantastique".
Selon les chercheurs, leurs équations peuvent aussi prendre en
compte l'existence ou non d'un vent arrière. Ils ont ainsi comparé
la performance de Bolt à Berlin, où il y avait un vent arrière de
0,9 mètre par seconde, avec son précédent record (9,69 secondes) aux
Jeux olympiques de Pékin de 2012, où la course s'était déroulée sans
vent arrière. Selon leurs calculs, Bolt aurait réalisé un moins bon
temps à Berlin en l'absence de vent arrière, mais il aurait quand
même battu son record de Pékin, avec un temps estimé de 9,68
secondes.
Pour cette étude, les scientifiques ont utilisé des données fournies
par l'Association internationale des Fédérations d'athlétisme, qui a
enregistré la position et la vitesse de Bolt à chaque dixième de
seconde du 100 m pendant les Championnats du monde d'athlétisme de
2009 à Berlin.
Ces résultats ont été publiés dans la revue
European Journal of Physics.
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