Sport et science

1. Science 2024
2. Exemples d’études dans différents sports
3. Sport et nanotechnologie

Science 2024

Le programme de recherche Science 2024 parviendra-t-il à aider les athlètes français à récolter plus de médailles lors des jeux olympiques et paralympiques (JOP) de Paris ? Améliorer leurs performances grâce à la recherche scientifique est bien l’ambition de ce réseau lancé en 2018 à l’Ecole Polytechnique. Les laboratoires de physique, mécanique et mathématique impliqués sont issus de 14 membres fondateurs et 5 membres associés, qui viennent compléter la filière sciences et techniques des activités physiques et sportives (STAPS) déjà habituée à ce type de travaux.

Exemples d’études dans différents sports

Les sports concernés sont nombreux : aviron, boxe, cyclisme, natation, perche, rugby, saut en longueur, tennis de table, tir à l’arc, voile, etc. Parmi les problèmes explorés : comment choisir l’empennage d’une flèche ? quel est l’effet de la texture d’une coque d’aviron ? quel est l’effet de la charge d’entraînement en rugby à 15 ? comment réduire au mieux la force de traînée aérodynamique en cyclisme ? comment détecter la posture complète des nageurs ? quelles sont les forces exercées lors d’un saut à la perche ? Les jeux paralympiques sont aussi concernés, avec par exemple des recherches sur l’optimisation de la géométrie et du matériau des prothèses tibiales en saut en longueur. L’apprentissage machine est parfois utilisé, comme par exemple pour concevoir un partenaire de boxe virtuel capable de déterminer la réaction juste et le mouvement à exécuter.

Les études consacrées au cyclisme sont particulièrement bien représentées :

• lien entre distance entre cyclistes et puissance établi grâce à des capteurs ;
• influence des textiles composant la tenue des cyclistes mesurée en soufflerie ;
• relation entre vitesse et puissance établie par l’observation de l’écoulement autour d’un cycliste sur piste dans une course contre la montre.

Sport et nanotechnologie

Les nanotechnologies sont également très présentes dans les équipements des sportifs (par ex. en golf, tennis, natation, course ou cyclisme). Elles peuvent en effet permettre de réduire la friction, le poids, augmenter la dureté, la durabilité, etc. Des exemples de nanomatériaux sont :

• les nanotubes de carbone ;
• les nanoparticules de silice ;
• les fullérènes ;
• les nanoargiles ;
• les nanofibres de carbone ;
• les nanotitanes ;
• les nanonickels ;
• les nanoparticules de carbone.

C’est ainsi qu’apparaît en 2006 le premier cadre de vélo amélioré par des nanotubes de carbone (voir figures ci-dessous), allégeant significativement le poids total. Le coureur cycliste Floyd Landis remporta d’ailleurs le tour de France (mais il sera ensuite déclassé pour cause de dopage) avec ce vélo. Quelques années plus tard, ce fut au tour de matériaux inspirés du graphène de faire leur entrée chez les fabricants d’équipements pour cyclistes (pneus, roues, etc.).

A ce jour, les règlements internationaux autorisent en effet les pays à recourir à des innovations technologiques à condition de respecter certaines obligations (par exemple le poids minimum du vélo dans une course cycliste). L’avenir dira si les scientifiques permettront en effet aux sportifs français d’augmenter leurs performances lors des JOP de Paris.