Forces aérodynamiques

2 07 2009

Comme vous l’aurez sûrement déjà compris, une voile de planche à voile fonctionne de la même façon qu’une aile d’avion.

  La force aérodynamique que la voile crée s’exerce sur le centre de poussée vélique et perpendiculairement à celui-ci.

 Ce centre de poussée vélique se situe, pour la planche à voile, un peu plus bas que le centre géométrique de la voile.

centre

 En réalité, la portance s’exerce sur toute la voile, mais afin de simplifier les schémas, nous ne considérons que la résultante.





Portance

2 07 2009

 Une plaque profilée ou volante est une plaque dont on a étudié le profil pour qu’elle génère une portance, aussi appelée poussée vélique.

 Sur une plaque profilée, le chemin que le fluide doit parcourir sur l’extrados est plus long que sur l’intrados.

En supposant que la vitesse reste constante, cette différence de longueur aurait pour conséquence une variation du débit entre l’extrados et l’intrados.

 Mais ceci n’étant pas possible, la vitesse du fluide augmente sur l’extrados et diminue parfois sur l’intrados, ce qui crée une dépression sur l’extrados et une surpression sur l’intrados.

 Nous obtenons ainsi une force résultante dirigée vers le haut : c’est la poussée vélique.

  L’écoulement du fluide à basse vitesse ne génère pas beaucoup de portance car le fluide peut rapidement entourer le bord de fuite et ainsi compenser la différence de longueur.

 Si la vitesse du flux est plus importante, le fluide ne pourra plus compenser cette différence de cette manière. Il se crée une portance.

 Derrière une voile ou une aile se crée une couche tourbillonnaire générant une traînée.

 Ce qu’il faut aussi savoir, c’est que la portance est directement proportionnelle à la surface de la plaque profilée.

LA POUSSEE VELIQUE DEPEND :

1)      de l’angle voile / vent : La meilleur force de portance est obtenue avec un angle d’environ 20° pour une voile de type Marconi et de creux moyen.

 

2)      de la surface de la voile : elle est proportionnelle à la surface de la voile. Si la surface est divisée par deux, la poussée vélique est divisé par deux.

 3) de la force du vent :  elle est proportionnelle au carré de la vitesse du vent.

 

4)      de l’allongement de la voile (allongement = 2xhauteur / bordure). Pour une voile Marconi d’allongement de 6, le décrochage se produit pour un angle plus faible de 15°.

 5)      du creux de la voile : Plus le creux est profond, plus la poussée vélique est importante.

D’autre part la position du creux est importante. La force aérodynamique étant plus important au guindant. Un creux situé dans le premier tiers donne une force plus importante et mieux orientée.

 Sa décomposition :

 Poussée Vélique (PV) = Force Propulsive ( // à la route suivie)

+

Force de dérive ( à la route suivie)

 

poussée vélique





Effet Venturi

2 07 2009

A des vitesses peu élevées, un fluide est incompressible.

 Si un fluide en mouvement rencontre un étranglement, sa vitesse augmente afin de garder le même débit avant, pendant et après l’étranglement.

 Si ce fluide en mouvement doit contourner un objet et que le régime reste laminaire au contact de l’objet, le même processus a lieu.

 Sur un schéma représentant l’évolution du flux, un rapprochement des lignes de courant signifie une accélération du flux.

La pression exercée sur un objet dans un fluide est le résultat des chocs des particules du fluide contre les parois de cet objet.

 Ainsi, si la vitesse du fluide augmente, les chocs des particules contre les parois seront moins fréquents, ayant pour conséquence une baisse de pression sur l’objet.

 Au contraire, si la vitesse diminue, la pression sur l’objet s’élève.

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L’effet Venturi. La pression au point 1 est plus grande qu’au point 2. Et la vitesse du fluide au point 2 est plus grande qu’au point 1.





Dynamique des fluides

2 07 2009

La planche interagit avec deux fluides différents : l’air et l’eau.

  Ces interactions relèvent de la dynamique et de la statique des fluides. Il est donc nécessaire pour bien comprendre comment avance une planche à voile de voir quelques notions de base de ce domaine de la physique.

 Les différents écoulements d’un fluide :

 A très basse vitesse, l’écoulement d’un fluide autour d’un objet est régulier et la vitesse est constante en un point donné de l’espace.

L’écoulement est dit laminaire.

  A plus grande vitesse et sur un objet ayant une mauvaise pénétration dans l’air, l’écoulement est irrégulier et variable, dit turbulent.

 Un écoulement laminaire génère une traînée presque nulle, contrairement à un régime turbulent.flux





Les sollicitations cardio-vasculaires en planche Hybride

10 04 2009

L’introduction du « pumping » (tractions répétées du gréement par le véliplanchiste pour augmenter la vitesse de l’engin), met en évidence les niveaux des sollicitations physiologiques atteints en compétition afin d’adapter les entraînements physiques aux nouvelles contraintes de cette discipline.

 

Le but  est d’optimiser la performance et la prévention des fatigues indues ou des traumatismes susceptibles de résulter d’un décalage entre les stimulus imposés et la capacité du système musculaire à les supporter.

 

Vent

La. initial

La. final

FC moy.

FC moy.

Durée

Performance

nœuds

mmol.l-1

mmol.l-1

puls.min-1

% FC max

min – sec.

place

4 à 8

1,8 ±0,5 

7,0 ±1,3 

171,8 ±9,5 

84,4 ±3,1 

41’12 »±1’57 »

7,5 ±4,5

9 à 13

1,7 ±0,6

7,6 ±3,6

176,4 ±7,2

86,7 ±1,4

38’40 »±4’36 »

7 ±2,6

 

Valeurs moyennes des lactatémies de repos et consécutives à des manches du Championnat de France 1993, pour chaque gamme de vent, présentées en fonction de certaines caractéristiques de l’exercice

 

 

 Cette étude met en évidence les différences de sollicitations cardio-vasculaires et/ou métaboliques induites par la pratique de ce sport dans deux gammes de vent, 4 à 8 nœuds et 9 à 13 nœuds.

 

 D’un point de vue technique, ces gammes de vent se différencient puisque le véliplanchiste fait déjauger sa planche à voile par utilisation du mouvement de pumping dans le vent médium, tandis que ce phénomène hydrodynamique n’intervient pas dans le vent faible.

 

 

Analyse des résultats

Les niveaux des sollicitations cardio-vasculaires et métaboliques atteints en compétition ne diffèrent pas selon les gammes de vent faible et médium.

 

Il apparaît que les mécanismes aérobies sont prioritairement sollicités puisque la réponse cardiaque enregistrée en régate se situe à 85 % FCmax., sur une durée variant entre 35 et 50 minutes.

 

 Les lactatémies consécutives à une régate donnent une indication globale, de la participation de la glycolyse anaérobie dans la couverture en énergie de l’effort fourni.

 

Les valeurs moyennes obtenues sont supérieures à 7 mmol.l-1 et semblent, révélatrices de l’intensité de l’exercice physique réalisé au cours d’une manche.

 

 

Conclusion

 

Ces constats nous amènent à penser que les mécanismes d’approvisionnement en énergie sur une manche sont mixtes : aérobie et anaérobie.

 

Il montrent que l’introduction du pumping à élevé le niveau des sollicitations cardio-vasculaires et métaboliques induit par la pratique de ce sport à haut niveau.

 

Les réponses cardiaque évaluée représente 85% de la FC Max, il est donc important de dévelloper la puissance maximale aérobie, c’est-à-dire la faculté à répéter des efforts intenses.

 

Les efforts étant répétés sur une durée de 35 à 50 min, il faut aussi dévelloper l’endurance aérobie qui va permettre de faire durée l’effort sur plusieurs manches en compétion.

 

 

Les éléments clé à travailler :

 

Seuil Aérobie :

Correspond à un effort musculaire de moyenne intensité (70 à 80 % de la FCM) et n’entrainant pas de gêne respiratoire.
 

Seuil Anaérobie :

Correspond à la vitesse maximale que le coureur peut atteindre à la limite de la gêne respiratoire.
Se situe à 90 % de la FCM.
 

VMA (Vitesse Maximale Aerobie):

C’est la vitesse de course maximale qu’un coureur peut soutenir en condition aérobie (70 à 80% FCM).
On peut en moyenne tenir cette vitesse pendant 6 Minutes.
Se détermine en laboratoire grâce à un test d’effort ou sur le terrain en courant le plus rapidement possible pendant 6 minutes.
S’exprime donc en Km/h (vitesse).
 

VO2 Max :

Volume d’oxygène maximal et aptitude maximale de l’individu à capter l’oxygène, et à le transporter au niveau musculaire.
Mesuré en laboratoire lors du test d’effort, il s’exprime en millilitre d’O2 par kilogramme de poids et par minute (ml02/kg/mn).
 

Type d’entraînement conseillé :

Fractionné :

Il s’agit d’une séance d’entrainement qui consiste à diviser ses efforts et son kilométrage total en plusieurs fractions, permettant ainsi de soutenir des allures intenses.
Exemples :
Courir 5 fois 400 mètres ou 5 fois 1000 mètres avec une période de récupération entre chaque intervalle.
Le fractionné peut correspondre à des séances d’entrainement en endurance comme en resistance.

 

Travail/Entrainement Foncier :

Entrainement avec des sortis longues en endurance dite fondamentale (de 70 à 75% de la FCM), visant au développement de la capacité aérobie.





Les zones musculaires sollicitées lors du pumping

7 04 2009

 

Les principaux muscles sollicités lors du pumping sont :

 

         Les muscles fléchisseurs des membres supérieurs

         Extenseurs du tronc

         Extenseurs des membres inférieurs

 

Les muscles fléchisseurs des membres supérieurs

 

Les muscles de l’épaule

 

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  Le Deltoïde (muscle externe):

 

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Ses actions: – le faisceau antérieur fait l’antépulsion et la rotation interne du bras.

– le faisceau moyen fait l’abduction du bras.

– le faisceau postérieur fait la rétropulsion du bras.

         Le sus-épineux (groupe postérieur):

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Ses actions: – abducteur du bras (en liaison avec le deltoïde).

 

Les muscles fléchisseurs des bras

 

 

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          Le biceps brachial (loge antérieure), c’est le muscle le plus superficiel:

 

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Ses actions: – fléchisseur et supinateur du coude.

– il participe à l’antépulsion du bras (flexion du coude).

          Le coraco-brachial (loge antérieure):

 Ses actions: – porte le bras en avant et en dedans.

   Le brachial antérieur (loge antérieure):

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Ses actions: – il est fléchisseur de l’avant-bras sur le bras

 

 Les muscles fléchisseurs des avant bras

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          Grand et petit palmaires (loge antérieure):

Ses actions: – fléchisseurs de la main.

          Cubital antérieur (loge antérieure):

Ses actions: – fléchisseur et adducteur de la main.

          Fléchisseurs communs (loge antérieure):

Ses actions: – fléchisseurs des doigts.

          Fléchisseur propre du pouce (loge antérieure):

Ses actions: – fléchisseur du pouce.

 

Les muscles extenseurs du tronc

 

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          Le long dorsal; maintient de la station verticale.

          Le sacro-lombaire; maintient de la station verticale.

          Le rhomboïde; il élève et porte l’omoplate en dedans. Il tire l’angle inférieur en haut et en dedans ce qui abaisse le loignon de l’épaule.

          Le grand dorsal;

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Muscle large et aplati, il s’étale sur la partie inférieure du dos, subit une torsion à sa partie supérieure et se termine sur l’humérus. Actions: il peut être adducteur et rotateur interne du bras ou il élève le tronc et les 4 dernières côtes.

          Le trapèze;

 

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C’est un muscle épais, large, triangulaire, c’est le plus superficiel. Il recouvre la nuque et la partie supérieure du dos. Il présente 3 faisceaux: supérieur/moyen/inférieur:

– Faisceau supérieur; porte l’épaule en haut et en dedans.

– Faisceau moyen, adducteur direct du bord spinal de l’omoplate.

– Faisceau inférieur qui abaisse et attire en dedans l’omoplate.

 

          Le grand pectoral

 

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Ses actions: – il soulève le thorax, il est inspirateur.

          Le petit pectoral (plan superficiel):

Ses actions: – il élève les côtes, donc il est inspirateur.

– il abaisse l’omoplate, donc l’épaule.

          Le grand dentelé (plan superficiel):

Ses actions: – il élève les côtes, donc il est inspirateur.

         il attire l’omoplate en avant et en dehors: c’est un fixateur de l’omoplate.

          Le diaphragme

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C’est un muscle plat et rayonné formant une cloison qui sépare la cavité thoracique de la cavité abdominale.

Ses actions:  – c’est le muscle inspirateur par excellence.

– l’ensemble thorax-abdomen forme un bloc rigide, donnant des points d’appuis solides aux muscles, permettant des efforts, de soulever par exemple.

– il intervient dans tous les efforts abdominaux.

Les muscles extenseurs des membres inférieurs

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          Le grand fessier

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(région postérieure), c’est le muscle le plus volumineux et le plus puissant du corps. Il est très épais et recouvre les autres muscles de la fesse:

Ses actions: – sa contraction bi-latérale fait la rétroversion du bassin.

– il fait une extension de la hanche avec rotation externe et légère adduction.

 

          Le moyen fessier (région postérieure):

Ses actions: – il est abducteur de la hanche.

– la contraction bilatérale entraîne une antéversion ou une rétroversion.

          Quadriceps Crural

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(loge antérieure), volumineux:

 

– Le droit antérieur, il est le plus superficiel.

– Le vaste interne, situé à la partie interne de la cuisse.

– Le vaste externe, situé à la partie externe de la cuisse.

– Le crural, le plus profond.

Ses actions: – Extenseur de la jambe sur la cuisse.

– Fléchisseur de la cuisse sur le bassin.

– Peut participer à l’antéversion du bassin.

          L’extension propre du gros orteil (loge antérieure):

Ses actions: – flexion dorsale du gros orteil et supination du pied et supination du pied (il relève le bord interne).

          Le long péronier latéral (loge externe):

Ses actions: – soutien de la voûte plantaire.

– extenseur du pied sur la jambe.

– abducteur et rotateur externe du pied: il est pronateur et fléchisseur dorsal.

          Court péronier latéral (loge externe):

Ses actions: – abducteur et rotateur externe du pied et légèrement extenseur du pied; il est fléchisseur plantaire.

 





Les contraintes musculaires du pumping en Hybride

7 04 2009

 

 

 

Il est à présent clairement établi que les voiles utilisées en hybride, présente un gréement plus lourd, plus rigide avec une surface de voile plus importante que la Mistral.

 

De même le flotteur étant plus large et l’aileron plus profond le maintien du flotteur est plus difficile.

 

De ce fait, les contraintes mécaniques imposées aux planchistes sont non seulement nouvelles

mais aussi plus importantes (en tout cas différentes) qu’elles ne l’étaient en Mistral.

 

Si le sportif doit apprendre à maîtriser se nouveau support, son organisme doit lui aussi se modifier afin de s’adapter aux nouveaux efforts imposés.

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          Jonction cervico-dorsale.

 

Cette jonction correspond à la zone de transition entre une région à grande mobilité (la région

cervicale), et la région dorsale qui est beaucoup plus fixe.

 

Elle subit des contraintes de cisaillement très importantes. La traction des membres supérieurs, qui joue sur les deux étages, peut être à l’origine de lésions cervico-dorsale.

 

Ces contraintes entraînent des souffrances au niveau : nerveux (plexus brachial), musculaires (tensions excentriques), fascias (étirements).

 

Proposition de travail :

 

Stretching très doux (la zone subit déjà des contraintes d’étirements).

 

Ce travail doit se faire sur toute la zone cervicale jusqu’aux scalènes, pour normaliser les

tensions.

 

Travail de la posture

 

          Zone inter scapulaire

 

Cette zone subit aussi des nombreuses contraintes, aussi bien sur le plan musculaire que

nerveux par traction excentrique.

 

Dans cette zone les fixateurs d’omoplates (romboides, trapèzes sup, moyen, inf), les fascias,

la zone de glissement de la scapula, et le système nerveux sont étirés. Ce phénomène étant

générateur de douleurs récurrentes.

 

Proposition de travail :

 

Il paraît important de réaliser un travail d’apprentissage sur les fixateurs d’omoplate qui

permettent de verrouiller la zone postérieure du thorax au cours de la traction sur membres

supérieurs.

 

Il faudra veiller à effectuer les mouvements de tirages de manières correctes. C’est-à-dire

que le mouvement de traction doit partir de l’épaule qui se doit d’être le starter du mouvement

(épaule fixée qui commence la traction puis le mouvement de traction du membre sup.)

 

Le travail de l’amélioration du caisson thoracique semble intéressant pour jouer sur l’effet

pneumatique antérieur, et donc aider les muscles postérieurs à effectuer leurs « tirages »

 

On pourra l’envisager de deux manières :

 

1. Renforcer les pectoraux, deltoïdes, triceps, grand dentelé par pull over, développé

couché…) pour augmenter la résistance du caisson thoracique et jouer le rôle de

poutre composite.

 

2. Ainsi qu’un travail plus global pour solliciter ces muscles (qui sont le relais des

chaînes postérieures avec le membre sup. et la ceinture scapulaire) dans les trois axes

de l’espace, sans trop de charge pour relâcher leurs antagonistes sur programmés et ou

fatigués (rhomboïdes, trapèzes…) en insistant sur le grand dentelé.

 

          Les Epaules :

 

Là encore, la tension du gréement étant plus importante qu’en Mistral, les épaules subissent

une contrainte excentrique et isométrique qui induit deux types de lésions : instabilité de

l’épaule, et douleurs sur le trajet du biceps.

 

Proposition de travail :

 

Améliorer la qualité du mouvement de tirage.

Ne pas négliger le travail des antagonistes (Grand pectoral, sous scapulaire, deltoïde

antérieur..).

 

          Tension dans les avant bras :

 

Une fois de plus, comparé au gréement de la Mistral, les gréements hybrides sont plus grand, plus lourd, la rigidité du mat différente, et la surface de voile plus élevée : une nouvelle technique de pumping doit être apprise.

 

En effet, l’augmentation de la surface de la voile induit des efforts concentriques isométriques

élevés qui compriment le réseau artériel des muscles des avant-bras.

 

Cette compression entraîne une baisse de la perfusion des muscles et donc des tétanies musculaires.

 

Proposition de travail :

 

Etirement des chaînes de fermetures et d’ouverture.

 

Strech en rotation interne et rotation externe à partir de la main.

 

          Membres inférieurs

 

Du fait de leur largeur, le contrôle des flotteurs hybrides impose des efforts musculaires plus

importants qu’en mistral.

 

Il semble aussi que dans le clapot, les chocs soient plus importants.

 

Enfin et surtout la position du sportif est beaucoup plus fléchie qu’en mistral.

 

Le sportif réalise une contraction isométrique très élevée des extenseurs de la jambe (quadriceps, droit antérieur, vastes interne et externe, crural) avec un buste en retrait (sollicitation max des muscles fessiers).

 

En effet, une véritable « fatigue musculaire » apparaît lors de la navigation. Cette

fatigue se traduit par une diminution de l’irrigation des muscles (hypoxie locale), et par

conséquent, un travail musculaire de mauvaise qualité.

 

L’équilibre entre le travail des ischios jambiers et le quadriceps est un élément de

progression. L’angle et la position de flexion permettent d’allumer plus ou moins la charge

des ischios ou du quadriceps.

 

Enfin la pression élevée au niveau des cuisses se répercute au niveau des pieds et plus

particulièrement de la voûte plantaire.

 

Propositions de travail :

 

– Récupération des membres inférieurs : streching sur toute la chaîne musculaire sollicitée.

 

– Travail de proprioception sur plan instable.

 

– Sollicitation des membres inférieurs sur un plan instable, avec une sollicitation max de la

sangle abdos par un travail alterné entre exercices hypopressifs et gainage volontaire.

 

– Sollicitation des membres inférieurs sur un plan instable, avec une traction dans différents

plans de l’espace pour recréer la tension et le travail de VO2 local au niveau quadriceps.

 

Le travail du caisson (abdominale, et thoracique).

 

C’est bien évidemment un élément à ne surtout pas à négliger. Il permet le gainage et fait le

lien entre les fortes tensions des jambes et des bras.

 La résistance à la flexion se fait par la force des muscles postérieurs, mais aussi par une résistance pneumatique, (avec un travail des muscles antérieurs) ! On pourrait donc envisager un travail sur le diaphragme, transverse de l’abdomen, sans négliger les pectoraux, grand dentelé…