Saut à skis: Biomécanique

Intro

La biomécanique explique les mouvements sportifs à l'aide des lois de la physique. Pourrais-tu déjà répondre aux questions ci-dessous ?

Passe la souris sur les points d'interrogation ou tape dessus avec le doigt.

Cette séquence d'apprentissage répond à ces questions et à d'autres. L'accent est mis sur la phase d'élan et le saut. Les connaissances acquises doivent servir à une compréhension plus approfondie des relations fonctionnelles pour l'analyse de la technique. Les critères de qualité de la technique de saut à ski découlent de ces principes biomécaniques. Ces critères de qualités doivent être au centre de ton entraînement technique, d'imitation et athlétique dès le début (niveau Foundation).

Basics

Les forces physiques dans le saut à ski

Lors du saut, différentes forces agissent, qui sont décrites en détail ci-après.

Le dessin montre un sauteur à ski en position d'approche. En plus du centre de gravité, de la force de gravitation, de la force normale et de la force descensionnelle, la force centrifuge est représentée. Elle agit dans la même direction que la force normale, à savoir du centre de gravité du corps vers le milieu du pied.

Force de gravité :

  • La force de gravité est la force avec laquelle un corps ou un objet est attiré vers le centre de la terre
  • Elle dépend de la masse d'un corps ou d'un objet

Force normale :

  • La force normale désigne la composante de la force de gravité qui agit perpendiculairement au plan incliné.
  • C'est avec cette force que le ski ou la neige est sollicité(e) (en supposant qu'il n'y ait pas de force centrifuge supplémentaire).

Force descensionnelle : 

  • La force descensionnelle est la composante de la force de gravité qui agit sur un plan incliné vers le bas de la pente
  • Elle accélère les athlètes vers l'aval sur un terrain incliné
  • Plus la personne est lourde et plus le terrain est pentu, plus la force descensionnelle est importante

Centre de gravité du corps CGC :

  • Pour simplifier, le CGC peut être considéré comme le point d’application central de toutes les forces agissantes. •
  • Le CGC est le centre de la masse corporelle, il se situe environ 5 cm au-dessus de l'axe de l'articulation de la hanche lorsque l'on se tient debout, les bras le long du corps
  • La position du CGC dépend de la position du corps et des mouvements des parties du corps (voir dessins)
  • Le CGC peut aussi se trouver à l'extérieur du corps (p. ex. en position fléchie) Pour simplifier, le CGC peut être considéré comme le point d'application de toutes les forces en action
Le dessin montre la position du centre de gravité du corps dans trois positions. Dans la position d'élan, il se situe au niveau du nombril. Au milieu du mouvement d'impulsion, il se trouve légèrement devant le nombril. A la fin du mouvement d'impulsion, il se trouve environ une largeur de main devant le nombril en raison de la position penchée du corps vers l'avant.

Frottement ski/trace :

  • Le frottement entre le ski et la trace peut être divisé en frottement entre la semelle et la trace et entre le côté latéral et la paroi de la trace
  • Le frottement entre le ski et la trace dépend des propriétés de glisse des skis (semelle, structure, fart)
  • Le frottement entre le côté latéral et la paroi de la trace dépend de la conduite du ski. Plus la pression est faible et plus la surface de frottement est petite, plus le frottement est faible

Résistance à l'air :

La résistance de l'air augmente proportionnement par rapport à la vitesse. L'importance d'une position aérodynamique augmente donc de manière exponentielle.

Une bonne position aérodynamique a :

  • Une surface frontale la plus petite possible
  • un coefficiant de résistance de l'air (Cx-valeur) = forme d'oeuf.
Le dessin montre un sauteur à ski en position d'approche avec un cercle ovale autour des cuisses, du torse et de la tête. Comme mentionné plus haut, cette forme ovoïde permet d'obtenir un bon coefficient de résistance à l'air.

Force de portance :

  • La portance est la force qui permet à l'athlète de s'élever et de maintenir sa hauteur
  • La portance dépend de la surface, de l'angle d'incidence et de la vitesse d'écoulement
  • Sa direction est perpendiculaire à la direction du vol et toujours vers le haut

Force centrifuge :

  • Force qui, du point de vue de l'athlète, pousse le corps vers l'extérieur dans un rayon
  • Plus le rayon est petit/étroit et la vitesse est élevée, plus la force centrifuge est importante
Le dessin montre un sauteur à ski en position d'approche. En plus du centre de gravité, de la force de gravitation, de la force normale et de la force descensionnelle, la force centrifuge est représentée. Elle agit dans la même direction que la force normale, à savoir du centre de gravité du corps vers le milieu du pied.

Force de réaction au sol :

  • Lorsqu'une personne exerce une force de contact sur le sol, une force de réaction au sol égale et opposée est exercée simultanément par le sol sur la personne
  • Lors d'un saut à ski, la force de réaction au sol se compose de la force normale, de la force centrifuge et de la force de saut
  • Lors du saut à ski, la force de saut est générée le plus perpendiculairement possible à l'inclinaison de la table du tremplin. Ainsi, la force de réaction du sol passe derrière le CGC et il en résulte une impulsion de rotation vers l'avant (voir dessin)
Le dessin montre un sauteur à ski au milieu de son mouvement de saut. Le centre de gravité du corps et la force de réaction au sol sont indiqués. Comme mentionné dans le texte ci-dessus, la force de réaction du sol agit légèrement derrière le centre de gravité du corps, ce qui crée une impulsion de rotation vers l'avant.

Impulsion lors du mouvement de saut

Impulsion p = Force F x Temps t
Il existe donc en princinpe 3 possibilités pour maximiser l'impulsion de saut :

  • Agrandir la force F 
  • Agrandir le temps t (= étendue du mouvement) 
  • Agrandir la force F et le temps t

Principes

Les critères de qualité de la technique du saut à ski peuvent être déduits des lois physiques décrites ci-dessus.

Phase d'élan

La position d'élan est la base d'un bon saut. L'objectif est d'atteindre une vitesse élevée à la sortie du tremplin et d’être dans les conditions optimales pour le déclenchement du saut. L'importance de la position d'élan dans le domaine de la relève est toutefois souvent sous-estimée. Une grande partie des erreurs commises lors du saut trouvent leur origine dans la préparation immédiate du saut ou déjà dans le passage du rayon

Le dessin montre un sauteur à ski au milieu de son mouvement de saut. Le centre de gravité du corps et la force de réaction au sol sont indiqués. Comme mentionné dans le texte ci-dessus, la force de réaction du sol agit légèrement derrière le centre de gravité du corps, ce qui crée une impulsion de rotation vers l'avant.

Critères de qualité phase d'élan

Centre de gravité du corps :

  • Adopter rapidement la position en fermant les angles de manière régulière
  • Solliciter tout le pied, le talon reste sur la cale (tout le pied au sol)
  • Répartir le poids de manière égale sur les deux jambes

Position basse :

  • Le genou doit être à la hauteur de la tête de la fixation (ou à la hauteur de la pointe du pied)

Tête-épaules-dos-bras :

  • La tête forme le prolongement du dos, le dos est long, le haut du corps ets presque parallèle à la piste d'élan
  • Bras tendus vers l'arrière sur l'os de la hanche/la crête iliaque, jusqu'aux doigts

Glisser :

  • Position du genou et du pied parallèle à la piste

Saut

Le mouvement d’impulsion doit être aussi puissant que possible, jusqu'à l'extension complète des jambes. L'objectif est de produire une vitesse de saut verticale et parallèle aussi élevée que possible ainsi qu'une impulsion de rotation vers l'avant. Ensuite, il s'agit d'adopter et de conserver rapidement une position aérodynamique, ainsi qu’une posture corps-skis adéquate.

Les critères de qualité d'un bon saut sont indiqués sur ce dessin. Ceux-ci sont décrits en détail dans les sections suivantes.

Critères de qualité saut

Centre de gravité du corps :

  • Pression ressentie sur toiut le pied (le peid entier sur la cale)
  • Répartition égale du poids sur les jambes

Position de la jambe inférieure :

  • L'angle de la partie inférieure de la jambe reste stable, le genou reste au-dessus de l’avant de la fixation.

Tête-épaules-dos-bras :

  • La tête détermine la direction, forme le prolongement du dos
  • Le dos et les bras restent longs et droits, les mains restent longues et sur les hanches
  • L’impulsion s’exécutant sur tout le pied est régulière. Par cela, les jambes doivent être tendues le plus rapidement possible. Le haut du corps reste le plus à plat possible.

Symétrie :

  • Position symétrique des jambes et des bras

Good Practice

Les critères de qualité décrits ci-dessus doivent être au centre de ton entraînement technique, d'imitation et athlétique dès le début (niveau Foundation). Les vidéos suivantes montrent comment tu peux travailler ces critères de qualité avec tes athlètes.

Exercice 1 : Fermeture et ouverture du système
Exercice 2 : Fermer le système et sauter

Réflexion

Exercice de réflexion 1

Regarde deux vidéos de tes athlètes et analyse l'approche et le saut à l'aide des critères de qualité mentionnés ci-dessus. Choisis si possible deux athlètes ayant des conditions très différentes en termes de physique, capacité athlétique ou de technique.

Exercice de réflexion 2 

Comment et quand peux-tu intégrer les exercices présentés dans ton entraînement ? Quelles variantes d'exercices conviennent au niveau actuel de tes athlètes ? Quel matériel dois-tu encore organiser ? Quels sont les exercices qui pourraient être utilisés comme "devoirs" ?

Quiz Test tes connaissance sur le thème de la biomécanique du saut à ski

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Comment vas-tu continuer à travailler avec les deux athlètes sélectionnés ? Quel critère de qualité sera prioritaire au cours des prochaines semaines ? Quels exercices ou métaphores pourraient aider les athlètes à progresser ?

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