Étude physique des courses de natation

Physic study of swimming races

• Auteur / Autrice : Charlie Prétot
• Direction : Sébastien Boyaval, Christophe Clanet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Soutenance le 16/12/2022
• Etablissement(s) : Marne-la-vallée, ENPC
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Hydraulique Saint-Venant (Chatou, Yvelines)
• Jury : Président / Présidente : Paola Zamparo
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sébastien Boyaval, Christophe Clanet, François Gallaire, Frédéric Moisy, Céline Leverrier, Rémi Carmigniani, Caroline Martin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : François Gallaire, Frédéric Moisy

Mots clés

Mots clés contrôlés

Vagues

Mécanique des fluides

Mouvements, Étude des

Natation

Mots clés libres

Propulsion

Vagues

Hydrodynamique

Hydrodynamics

Waves

Propulsion

Résumé

L’objectif est de mieux comprendre la physique des différentes phases d’une course de natation. Nous séparons le bassin en deux zones : les zones proches du bord, où il est toléré d’être complètement immergé, et les zones au centre du bassin où le nageur doit se situer à l’interface. La première partie porte sur les phases nagées. Après une étude des résistances et de la force de propulsion, nous donnons un modèle pour la relation fréquence-vitesse pour les nages avec retour aérien, extensible aux sports à rame comme le kayak. La seconde partie porte sur les phases non nagées : le départ et les virages. Nous analysons les différentes phases du départ : poussée sur le plot, vol, phase aquatique passive, ondulations et nage à la surface. A la suite à cette analyse distincte, nous cherchons à optimiser la trajectoire de départ complète en fonction des paramètres individuels de chaque athlète. Le même travail est conduit pour les virages.

The objective is to better understand the physics of the different phases of a swimming race. We separate the pool into two zones: the zones close to the edge, where it is tolerated to be completely immersed, and the zones in the centre of the pool where the swimmer must be at the interface. The first part deals with the swimming phases. After a study of the resistances and the propulsion force, we give a model for the frequency-velocity relationship for swimming with aerial return, extensible to rowing sports such as kayaking. The second part deals with the non-swimming phases: the start and the turns. We analyse the different phases of the start: pushing on the block, flying, passive aquatic phase, undulations and swimming on the surface. Following this separate analysis, we seek to optimise the complete start trajectory according to the individual parameters of each athlete. The same work is done for the turns.