Contribution à la caractérisation mécanique des critères de qualités du départ de la course vitesse sur 100 m

2-Influence du temps de reaction et de la duree de l'impulsion

Le temps de réaction (§-I.3.1) qui comprend le délai que met le signal de départ pour parvenir à l'athlète et le délai que met ce dernier pour y répondre peut être directement calculé par la soustraction de l'instant de début de l'action de l'athlète dans les blocs G à l'instant du signal du départ G.

Ä tréaction = t_a - t_s Éq.V.2

La durée de l'impulsion correspond à la différence en temps entre l'instant d'éjection te et l'instant de début de l'action de l'athlète dans les blocs ta.

Ä timpulsion = t_e - t_a Éq.V.3

Ces différences (Éq.V.4 et 3), exprimées en temps, estiment directement la pénalité ou l'avantage qui peut être attribué à l'athlète. Les méthodes d'estimation des instants t_a, t_s et t_e sont décrites dans le quatrième chapitre de ce manuscrit (§-IV.1).

3-Influence de l&intensite de vitesse d&ejection

3.1-Elaboration du modele

Vu la complexité du paramètre vitesse, l'appréciation de son influence sur la performance au 100 m est estimée à partir d'un modèle de variation de la vitesse du centre de gravité du coureur en fonction de la distance parcourue (§-I.1.figure 1). L'étude de la variation de cette quantité permet d'émettre l'hypothèse que la vitesse de l'athlète suit une loi exponentielle. Ce modèle introduit deux nouveaux paramètres D et _Vlim qui caractérisent « l'état » du coureur.

V = ( V lim - V éject ) × ( 1 - e K+Véject Éq.V .5

avec K = -ln2× ( d - déject) / D

V : vitesse instantanée du CG du coureur suivant l'axe antéropostérieur OX0

Vlim : vitesse maximale de course du CG du coureur atteinte au cours du 100 m Véject : vitesse du CG du coureur au moment de l'éjection des blocs de départ (te) d : distance parcourue par le CG du coureur depuis la ligne de départ

déject : distance du CG à la ligne de départ à te

D : période spatiale de la variation de vitesse. Elle correspond à la distance où la variable varie d'un facteur 2 (figure 55).

Figure 55 Variation de la vitesse (exprimée en pourcentage de la vitesse limite Vlim) en fonction
de la distance parcourue pour une période spatiale D = 10 m

Pour connaître la loi de variation en fonction de la distance parcourue, il faut considérer quatre constantes Vlim, Véject, D et _déject. Les grandeurs à l'éjection (Véject et déject) sont directement accessibles suite à des mesures dynamométriques. Les deux autres _(Vlim et D) peuvent être évaluées par effet photoélectrique (OptoJump³¹)et/ou par effet doppler (radar).

Le paramètre _déject n'influence pas sensiblement les résultats finaux. En effet, pour une variation grossière de 100% de déject (soit une variation de 0 à 0,5 m), tout en maintenant constant les autres paramètres (D = 7 m, Véject =3,5 m/s et _Vlim= 11,5 m/s), la performance sur 100 m ne varie que de 1,4%, soit environ 0,1 s. De ce fait, en se référant à l'équation 5 (Éq.V.6), le terme K s'écrit :

K = -ln2×d/ D

La période spatiale D et la vitesse limite _Vlim dépendent, quant à elles, du niveau d'entraînement de l'athlète et de son « état de forme ».

Pour déterminer la pénalité induite par Véj_ect, il importe d'estimer les paramètres _Vlim et D en fonction du niveau d'entraînement du coureur (régional, national, international). Actuellement, l'ajustement des paramètres est effectué à partir de données obtenues par des mesures dynamométriques (plateforme de force) et photoélectriques (OptoJump). Le premier outil permet l'évaluation des différents paramètres mécaniques à l'éjection tandis que le

³¹ www.microgate.it (voir dans : Home > Timing & Sport > Produits > OptoJump)

* Concernant la loi exponentielle, les théoriciens utilisent souvent une écriture de la forme ( - d )

e ^ë· ou ( -d )

e ^ô .

Les constantes A ou z ont cependant une signification peu pratique de point de vue des expérimentateurs. correspond à la distance où la variable varie du rapport 1/e. Ici, l'écriture de la forme ( -ln2d D )

e est adoptée.

second, positionné sur 20 m, permet l'estimation de la vitesse du coureur³² en fonction de la distance parcourue.

Ces mesures non synchrones ne peuvent donner que des tendances. L'OptoJump mesure les instants de contact des pieds avec le sol. Considérant la course comme un mouvement cyclique, il devient légitime d'estimer la vitesse de déplacement du centre de gravité du coureur. La distance entre le centre de gravité et le pied au moment du contact est sensiblement constante [Leha 05]. Malgré ces limitations, les premiers essais de détermination de _Vlim et D donnent des résultats plutôt satisfaisants (figure 56).

Figure 56 Vitesse expérimentale (Vitesse Exp) d'un coureur et modèle de la variation de la vitesse en
fonction de la distance parcourue (D = 6 m et Vlim = 10 m)

L'étude de corrélation entre les valeurs expérimentales de la variation de la vitesse expérimentale et le modèle d'estimation de la même grandeur présente un résultat positif avec un coefficient de détermination R²= 0,99 et une équation de régression linéaire de la forme :

y = 1,05x - 0,36.