Sport et Matériaux pour la performance
Publications
Dupeux G, Le Goff A., Quéré D, Clanet C. The spinning ball spiral. New Journal of Physics, 12 093004 (2010)
Clanet C. Sports Ballistics. Annual Review of Fluid Mechanics, 47, 455 (2015)
Cohen C, Darbois-Texier B, Dupeux G, Brunel E, Quéré D, Clanet C. The aerodynamic wall. Proceedings of the Royal Society A, 470 20130497 (2014).
Darbois-Texier B, Cohen C, Dupeux G, Quéré D, Clanet C. On the size of sports fields. New Journal of Physics, 16 033039 (2014).
Darbois Texier B, Cohen C, Quéré D, Clanet C. Physics of knuckleballs.
Comprendre et modifier les trajectoires de balles
Les balles de sport qui se déplacent dans l’air sont soumises à leur poids et aux forces aérodynamiques : la traînée et la portance. En fonction de l’importance relative de ces trois forces, on rencontre les différentes trajectoires de balles observées dans le diagramme de phases (Sp, Dr) : parabole (a), ligne droite (b), zig-zag (c), Tartaglia (d), spirale(e), cusp (f).
Tartaglia et taille des terrains de sport
Lorsqu’un projectile est lancé à grande vitesse initiale devant sa vitesse terminale de chute, il suit une trajectoire triangulaire, à cause de la traînée aérodynamique. C’est le cas du dégagé de fond de court au badminton. Nous avons montré que la portée de ces trajectoires sature avec la vitesse initiale. On a beau frapper plus fort, le projectile ne va pas plus loin qu’une longueur fixée par les caractéristiques du projectile.
Aux vitesses typiques de jeu, la plupart des balles de sport décrivent des trajectoires triangulaires et leur portée sature avec la vitesse. Une conséquence est que la taille des terrains de sport, fixée empiriquement est corrélée à cette portée maximale.
Presse
Le gardien de but au pied du mur aérodynamique par David Larousserie, Le Monde.fr
Balles flottantes
Certains ballons (foot, volley..), lorsqu’ils sont frappés sans rotation et à des vitesses critiques, se mettent soudainement à zigzaguer, et sont redoutables pour les adversaires. Nous nous sommes intéressé à l’origine physique de la force de portance instationnaire, responsable du zigzag du ballon. Nous avons reproduit ces trajectoires, pour comprendre dans quelles conditions elles sont observées.
Presse
Pourquoi les ballons zigzaguent-ils ? par David Larousserie, Le Monde.fr
La spirale de Roberto Carlos
Lorsque le ballon est frappé avec une rotation initiale, il est dévié par une force latérale qui dépend de la direction et du sens de rotation, de la vitesse du ballon et de sa vitesse de rotation (c’est l’effet Magnus). Nous avons reproduit ces trajectoires expérimentalement en lançant des billes dans une cuve remplie d’eau et montré que le ballon décrit une spirale.
