Archive | février 2018

II- L’arrivée des combinaisons et leur évolutions

9 fév

L’Homme présente un fort désavantage envers l’hydrodynamisme : son anatomie. Il n’a pas la morphologie pour évoluer dans l’eau à cause de nombreux organes saillants comme les oreilles ou le nez, qui augmentent la résistance. Si l’on fait une analogie avec les cétacés on peut s’apercevoir que leurs organes ont subi une internalisation, c’est-à-dire que leurs organes ne sont pas situés à la surface de leur corps mais à l’intérieur de leur corps. Les organes qui ont été internalisés sont notamment les pavillons auditifs, les organes génitaux et les mamelles. De plus le principal désavantage est de la peau humaine envers l’hydrodynamisme reste principalement sa pilosité.
De par tous ces facteurs, on voit bien que l’Homme n’a rien d’hydrodynamique que ce soit à cause de sa peau ou de son anatomie, c’est pourquoi en natation, les scientifiques se sont inspirés d’animaux marins dont l’hydrodynamisme est poussé au maximum, pour améliorer les performances des sportifs.

Pourquoi une combinaison ?

Le principe de la combinaison est de pouvoir réduire les frottements et la trainée dans l’eau. Cela doit se faire sans gêner les mouvements des bras et des jambes. Contrairement aux maillots de bain où l’esthétisme est une donnée importante, les combinaisons sont avant tout imaginées afin d’aider le nageur lors des compétitions.

Dans cette recherche de l’efficacité, les ingénieurs se sont attachés à reproduire les caractéristiques des peaux des animaux aquatiques, et plus particulièrement celle des requins.L’étude de l’évolution des dix meilleures performances mondiales, réalisée par Stéphane Len, indique que le gain réalisé sur 50 mètres nage libre en 25 ans est identique à celui réalisé en l’espace de deux ans, suite à l’apparition des combinaisons en polyuréthane.

Les études conduites à l’IRMES montrent que les performances ont régressé de 1,7 %, et sont redescendues au niveau de celles de 2007 avec l’interdiction des combinaisons polyuréthane.

Les gains de temps sont par ailleurs supérieurs chez les hommes, par rapport à ceux constatés chez les femmes. Ces résultats peuvent être interprétés comme la conséquence des vitesses de nage supérieures chez les hommes induisant des résistances à l’avancement plus importantes et donc plus réduites par le port des combinaisons.

Les gains permis par les combinaisons sont également plus importants pour les distances courtes, les vitesses étant plus élevées dans le sprint. Pour les épreuves de demi-fond l’effet contention limite aussi peut-être les possibilités respiratoires.

 

Caractéristiques de la combinaison(exemple speedo)
1) Le polyuréthane, un polymère

 En 2004, est née la technologie Fastkin FSII. Cette nouvelle combinaison est basée sur l’étude de la peau de requin et permet au corps du nageur de rencontrer moins de résistance dans l’eau, donc d’avancer plus vite. C’est la marque Speedo qui a développé cette nouveauté et le prodige américain de 18 ans Michael Phelps a porté cette combinaison aux J.O. d’Athènes.

 téléchargement (1)Michael Phelps dans la combinaison Fastkin FSII

Au niveau de la chimie, le polyuréthane est créé synthétiquement, par polymérisation. Le polyuréthane est un polymère de la molécule d’uréthane (ou carbamate). De par ses qualités de matériau élastomère, hydrophobe et de flottaison, il permet d’optimiser au maximum les performances des nageurs en quête d’hydrodynamisme.

 

On appelle uréthane ou carbamate, un composé produit par la réaction d’un isocyanate (de la forme R-N=C=O) et d’un alcool de la forme R-OH ) conformément à la réaction suivante :

téléchargement

Le polyuréthane, de formule C25H42N2O6 a pour masse volumique 40 kg.m-3.

 

2) La fabrication de la combinaison

Speedo a utilisé une technologie basée sur le gaz moléculaire pour l’achèvement de sa combinaison permettant de façonner la surface du tissu lisse à partir de la nanotechnologie moléculaire.

 

De plus, la combinaison ne se mouille pas d’où son traitement hydrofuge. L’eau ne sera donc pas absorbée par le tissu, elle va glisser le long de celui-ci, ce phénomène est appelée  » la déperlance  ». Au niveau moléculaire, ce phénomène se caractérise par le fait que la matière ne va plus pouvoir créer de liaisons hydrogène avec les molécules d’eau. L’assemblage des pièces des combinaisons se fait par soudure d’ultrasons. Ainsi, ces nouvelles innovations réduisent considérablement les zones de frottement.

 

3) Biomimétique : peau de requin

La biomimétique vise à s’inspirer de la nature pour inventer des produits. L’homme trouve donc ses idées dans le monde ainsi pour les combinaisons s’est-on intéressé à la peau de requin.

 

Pendant longtemps, les chercheurs ont essayé de rendre le surface de la combinaison la plus lisse possible. Or, il s’est avéré que les surfaces « micro-rainurées » produisaient un effet encore inconnu, permettant de réduire énormément les forces de frottements et de traînée. Cette pellicule d’eau reste constamment au plus proche du corps de l’animal permettant, lors d’un déplacement, que les requins  »glissent » très facilement dans l’eau en fournissant moins d’effort. De plus tous les requins possèdent des nageoires pectorales et dorsales indispensables à leur équilibre lors de leur déplacement.

 téléchargementPeau de requin

4) Avantages:

La combinaison permet d’améliorer la flottabilité du nageur, de part sa composition essentiellement en polyuréthane. Il se forme alors une fine couche d’air sur la surface de la combinaison ce qui permet alors de mieux flotter. Elle permet aussi un gainage, en comprimant certaines parties du corps pour améliorer l’hydrodynamisme. Enfin elle permet aussi une glisse optimale, avec un meilleur écoulement de l’eau due à son hydrophobie.
5) De nos jours
Suite à une « explosion » des records avec une combinaison 100% polyuréthane, la performance des sportif est beaucoup remise en question. En effet, cette combinaison fait réagir et en 2010, la FINA a restreint l’utilisation de certaines combinaisons. C’est notamment durant le congrès du 29 juillet 2009 que la LZR racer, ainsi que les combinaisons tout polyuréthane ont été interdites. Cependant, ce congrès a aussi banni l’utilisation des combinaisons « legskin » et « bodyskin » des compétitions. Maintenant, seules les combinaisons, « jammer », « Kneeskin » et, « Racerback » sont autorisés. Mais, les combinaisons « Kneeskin » sont interdites pour les hommes.
Actuellement, seules les combinaisons « jammer » sont utilisés par les hommes et, les combinaisons « kneeskin » par les femmes.
images - CopieCombinaison Homme
téléchargement (4)Combinaison Femme

 

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