Natation : la dynamique des fluides

Thèmes abordés

Sport - Tourisme - Loisirs, Natation, dynamique des fluides, respiration, viscosité, capacités physiques des nageurs, performances des nageurs, hydrodynamisme, appui aquatique, godilles, loi de Newton, loi de Bernouilli

Résumé du document

Pourquoi nage-t-on de cette façon ? Il existe des contraintes réglementaires (le règlement infirme ou confirme les innovations), des conditions matérielles standardisées (bassin réglementaire), et cela dépend aussi des capacités physiques des nageurs (niveau d'entraînement). Il y a aussi des principes d'efficacité liés à la performance qui sont des contraintes mécaniques et biologiques.

Extraits

[...] Les battements des pieds, dans un plan vertical est plutôt propulseur de type palme, il est propulseur dans la phase ascendante & descendante. [...]

[...] Car ces vagues ont une certaine longueur d'onde. Quand longueur d'onde 2 fois la taille du nageur, il y a cet effet. [...]

[...] TD n°1 – Natation – Dynamique des fluides ● Généralités → Pourquoi nage t-on de cette façon ? - les contraintes réglementaires (le règlement infirme ou confirme les innovations) - les conditions matérielles standardisées bassin réglementaire - les capacités physiques des nageurs (niveau d'entraînement) - les principes d'efficacité (liés à la performance) → contraintes mécaniques & biologiques conservation de l'hydrodynamisme (équilibre du corps) création d'un appui aquatique (avec les pieds, main, corps) nécessités respiratoires (sortir tête de l'eau pour pouvoir ventiler) prise d'information (du mal a se repérer, sensations fossés) → Viscosité & inertie du milieu aquatique (Reynolds, 1883) → Viscosité décrit les frottements, dus aux interactions entre les molécules du fluide → Notion de « couche limite » (Laminaire / turbulent) = régime d'écoulement : - un régime laminaire (surface plane gradian de vitesse entre couche de frottement et couche externe) - un régime turbulent (à la surface de frottement avec un solide, on peut avoir ce régime) → Les turbulences sont les indicateurs de ces frottements → Résistances au déplacements: - résistance de frottement - résistance de forme - résistance de vague → Les objets en déplacement n'ont pas tous la même facilité à pénétrer dans un fluide & génèrent des traînées (turbulences = indicateurs d'un frottement) + ou – importantes → Difficiles à différencier les résistances les unes des autres ● Mécanique des fluides ◊ Les résistances → Résistance de forme: dépend de la surface frontale & de la forme générale de l'objet → R = Cx * Sf * V2 Cx = coefficient de pénétration Sf = surface frontale V = vitesse → Résistance de frottement: dépend de la surface total de la carène & de sa rugosité → R = Cr * St * V2 Cr = coefficient de rugosité St = surface total V = vitesse → Résistance de vague (Froude, 1860) - Lorsqu'un nageur se déplace à la surface d'un fluide, des vagues l'accompagnent (dispersion de l'énergie cinétique liée aux déplacement des masses d'eau) - La résistance provient d'un effet « redressement ». [...]

[...] Il faut que portance > traînée → 2 formes d'appui (en théorie): basé sur les turbulences basé sur la portance: Le déplacement d'une surface « orientée » dans un fluide crée une force perpendiculaire à ce déplacement → 3 avantages de la portance: la surface d'appui recule peu (ou pas) balayage de masses d'eau immobiles turbulences créées après le passage de la surface d'appui (vortex) → En natation, l'utilisation des godille par l'orientation des mains permet de créer une force perpendiculaire à la surface orientée. [...]