Evaluation du corps propulseur

Pour suivre les progrès techniques d'un nageur il est nécessaire d'avoir une vision de son action. Pour le corps propulseur ce n'est pas évident car de l’extérieur nous n'avons que des indices indirects, tout se passe sous la surface. L'analyse d'image subaquatique s'impose. Réfléchissons ensemble à ce qu'elles peuvent nous apporter.

Que cherche-t-on à évaluer ?

Si l'on cherche à évaluer le corps propulseur c'est que l'on situe le nageur dans les étapes 5 à 6 (amélioration du rendement) ou 7 (augmentation de la puissance) de la démarche de construction du nageur.

A l'étape 5, on cherche au augmenter l'efficacité propulsive en suivant plusieurs axes. Voyons chacun d'entre eux et comment on peut les évaluer objectivement :

Construire la pale

La surface de propulsion utilisée, la pâle peut être mesurée.

Orienter la pale

Quel est l'angle entre la surface et la pale à certains instants comme le point avant ou le point profond ? Il est possible de calculer cet angle à tous les instants (et cela donne une information plus pertinente mais j'y reviens plus loin).

Accroître l'amplitude du trajet de la pale

Quelle est la distance entre le point avant et le point de fin de poussée ? A quelle profondeur le nageur mobilise sa pale ?

Utiliser une force d'intensité croissante

La vitesse de déplacement de la pale est elle croissante ? Il est également possible de calculer la force appliquée par le nageur sur l'eau via la pale et donc savoir si elle est croissante ou non (j'y reviens plus loin).

Tous ces critères permettent d'améliorer l'efficacité propulsive du nageur. Le rendement de l'énergie utile par rapport à l'énergie totale peut être calculer et il combine tous ces axes. Pour les images sous la surface, on a donc besoin que le nageur se déplace à une allure libre sur une durée plutôt longue.

A l'étape 7, on cherche à augmenter la puissance utile déployée par le nageur à vitesse élevée. Si l'on possède les données énergétiques, obtenir la puissance est possible. Pour ce type d'analyse, on a besoin que le nageur se déplace à la vitesse la plus élevée possible en passant devant la caméra.

Présentation des données

Voilà un exemple de ce que pourrait donner une analyse du corps propulseur sur une nageuse ayant pour consigne de nager efficacement (sur 25m)

Pour simplifier l'explication, je suppose que les graphes sont numérotes de 1 à 6 en les lisant en ligne. Le graphe n°3 est donc celui qui présente la comparaison des énergies.

Par convention, le temps t=0 correspond au point d'entrée des doigts dans l'eau (PE). La nageuse se déplace de gauche à droite, ce qui signifie que la pale pendant la phase propulsive se déplace de droite à gauche.

Certains points particuliers sont représentés à l'aide des barres verticales rouges (point d'entrée PE, point avant PA, point profond PP, point arrière PAR, point de sortie PS) et l'instant où la force appliquée est maximale est représenté par une barre verticale verte (point de force max PFmax).

Accroître l'amplitude du trajet de la pale

Sur le graphe 2, on observe avec la courbe bleu, la distance entre chaque point et le PP. Les chiffres affichés sont la distance parcourue par les doigts sur la phase PA-PP puis PP-PFmax. Plus le nageur mobilise l'espace arrière pour se propulser, plus la distance PA-PFmax augmente.

Si l'on observe le graphe, on remarque un bref palier dans l'orientation de la pale après le PP. Le bras cesse de tourner autour de l'épaule et la pale est maintenue fixe pendant cet instant. La pale se dirige en fait vers l'arrière en conservant une orientation constante.

Pour la même nageuse, c'est plus visible en sprint (ci dessous). En augmentant son allure, la nageuse passe d'une distance PA-PFmax de 22cm à 23cm. Cela peut paraitre faible mais cette longueur a tendance a réduire avec la vitesse qui augmente. Il est probable que la nageuse soit plus concentrée sur la vitesse maximale que sur l'allure libre (d'où la nécessité pour le test de demander une distance nagée importante à allure régulière, ce qui n'est pas le cas ici).

Une force d'intensité croissante

La force appliquée par la pale sur l'eau est très dépendante de la vitesse de déplacement de la pale (au carré), la vitesse des doigts est donc un excellent indicateur de la force de propulsion. A ce titre c'est le graphique 5 qui nous intéresse.

Pour pouvoir comparer la vitesse des doigts à celle du nageur, sur ce graphique j'ai tracé l'opposé de la vitesse des doigts. Lorsque la pale se déplace vers l'arrière, la vitesse est normalement négative mais présentée ici positive. Lorsque la main atteint le point avant (PA) la vitesse des doigts passe de négative à positive. Lorsque la vitesse augmente, la force appliquée augmente.

La plus longue phase d'augmentation de la vitesse des doigts correspond à la rotation du bras dans l'épaule ce qui crée une composante horizontale croissante (sinus de l'angle de rotation du bras dans l'épaule). La vitesse est alors maximale lorsque la main est à la verticale de l'épaule avant de décroître. 

Si le nageur utilise une force d'intensité croissante, c'est à ce moment là que la vitesse doit augmenter à nouveau pour créer un nouveau maximum, plus élevé que le premier.

Sur le graphique 1 on observe la force appliquée par la pale sur l'eau qui tient compte de l'orientation de la pale à chaque instant. Les deux maximums sont bien visibles. A allure maximale, la nageuse présente un premier maximum plus faible et un second plus élevé qu'à allure libre. La nageuse utilise plus de force et plus tard dans l'action, signe d'une intensité croissante au cours de l'action. Plus l'intensité croissante est utilisée par le nageur et plus le point de force max est retardé par rapport au PP. Plus le nageur mobilise de puissance et plus le PFmax survient tôt dans l'action.

Sur le graphe 3, on observe le travail mécanique appliquée par la pale (pointillés verts). On retrouve évidemment le profil de la force et de la vitesse. La zone sous la courbe verte remplie en bleu correspond au travail utile à la propulsion. Cette surface par rapport à la surface sous la courbe verte donne le rendement du nageur lors de son action de propulsion (visible dans l'encadré à gauche). Si le nageur progresse techniquement sur le corps propulseur, cette valeur de rendement doit augmenter.

Orienter la pale

Dans cette situation, la pale est supposée constituée de la main et l'avant bras, alignés l'un avec l'autre soit du coude au bout des doigts.

Le graphe 6 permet d'observer l'orientation de la pale à certains instants clés : PA, PP, PFmax. Pour cette nageuse, l'orientation de la pale est de l'ordre de 40° au PA, c'est à dire au moment ou la phase de propulsion commence. La pale n'est pas construite en avant des épaules. De par la rotation du bras dans l'épaule cette angle d'orientation augmente et la pale est orientée à 77° au PP.

Passé ce point, l'orientation se maintien brièvement lorsque la nageuse essaie de pousser vers l'arrière puis augmente à nouveau lors de la partie aquatique du retour du bras vers l'avant. La durée de ce palier donne une indication qualitative de l'utilisation de l'espace arrière par le nageur.

Quel est le facteur le plus limitant d'un nageur

Les axes de progrès sont multiples mais pour que le nageur progresse le plus rapidement il est intéressant de déterminer le facteur le plus limitant dans son fonctionnement actuel. En bref, qu'est ce qui stoppe la propulsion en premier ? Voyons quelques exemples.

Un nageur avec une pale non maintenue. Le coude recule plus vite que la main, la force appliquée diminue, la propulsion s'arrête.

Un nageur avec un espace arrière construit mais une pale mal orientée. Les seconds maxima de vitesse et de force, ne sont pas beaucoup plus elevés qu'avant le PP. Pour ce nageur, la raison a ce manque de force est probablement l'orientation de la pale qui est plutot faible (48° au PA).

Un nageur avec une intensité croissante mais pas d'espace arrière. L'intensité croissante est provient surtout de la rotation du bras dans l'épaule mais n'est pas poursuivi après le PP en poussant vers l'espace en arrière des épaules.

Autre indicateur, un coude qui remonte trop tôt

Sur le graphe 4, on observe la vitesse verticale du coude. Lorsque le coude remonte, la propulsion chute rapidement car le coude entame sa phase de retour vers l'avant. Ce n'est donc pas directement un critère d'efficacité du corps propulseur mais un indice sur les raisons de la fin de l'action propulsive.

Un nageur avec un coude qui remonte trop tôt et brutalement

Étape 7, Évaluation de la puissance

Jusqu'à présent nous n'avons parlé que de l'efficacité propulsive mais pour nager vite, un nageur doit déployer son énergie le plus rapidement possible. Il doit déployer plus de puissance. 

Pour évaluer la puissance du nageur, il faut faire l'analyse à partir d'un test réalisé à vitesse maximale. Lorsqu'un nageur se déplace à vitesse maximale, son rendement sera plus faible, il détériorera son action au profit d'une puissance plus importante. Quand le rapport rendement rendement se dégrade trop, la puissance n'augmente plus et le nageur ne nage pas plus vite.

Sur cet exemple la nageuse du début se déplace à vitesse maximale en passant devant la camera. La puissance est indiquée dans l'encadré à gauche du graphe 3.

A rendement égal, le plus puissant l'emportera.

Chercher au bon endroit pour avoir la bonne réponse

Le plus important à retenir dans tous ça c'est que pour faire progresser un nageur il faut savoir ce qu'il fait déjà. Pour savoir ce qu'il fait déjà, il faut regarder objectivement ses actions et quantitativement.

Avez vous déjà observer les actions des nageurs sous la surface ? Quelle méthode utilisez vous ?