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Physique de la nage

photo sous-marine : respiration en crawl

Lorsque l'on aborde la technique en natation, on peut le faire de deux façons différentes.

  • de façon descriptive : on analyse un mouvement idéal (position du corps, des mains, des bras à chaque étape) et on essaie de le reproduire dans l'eau.
  • de façon fonctionnelle : on essaie de comprendre les lois physiques qui s'appliquent au nageur puis de rechercher des mouvements qui permettent de les "exploiter" le mieux possible

C'est cette vision fonctionnelle que nous favorisons sur notre site. Cet article sera donc la base de toutes les pages techniques car il détaille les grands principes qui s'appliquent au nageur et à ses mouvements en essayant de trouver des points communs aux différentes nages.

La vitesse du nageur est le résultat de 2 grands types de forces :

  • des forces qui le freinent liées à la résistance de l'eau
  • des forces qui le propulsent créées par ses mouvements

Toute amélioration technique a pour but de diminuer les premières ou d'augmenter les secondes.

La diminution des résistances

L'eau oppose une résistance bien supérieure à celle de l'air. Le nageur rencontre en fait plusieurs types de résistances :

La résistance frontale (ou maître couple) : elle dépend de la surface que le nageur oppose à l'avancement. Pour se la représenter, il faudrait imaginer des projecteurs derrière le nageur, plus l'ombre projetée sur le mur serait grande et plus la résistance frontale serait importante.

schéma du maître couple en natation

Pour la diminuer, il faut donc tout d'abord penser à sa position dans l'eau et essayer d'être le plus horizontal possible dans toutes les nages. La position de la tête, le gainage, la respiration vont avoir une grande incidence sur cette position.

En crawl et en dos, l'augmentation de la résistance frontale peut être due :

  • à la position de la tête : trop relevée elle peut provoquer un enfoncement des hanches et des jambes.
  • à un gainage insuffisant qui peut entraîner les jambes hors de l'axe du corps (le corps fait des lacets)
  • à un roulis du bassin : le bassin s'enfonce alors d'un côté à chaque mouvement ce qui augmente la surface de résistance.

En brasse et en papillon, il faudra faire attention à ce que les hanches ne s'enfoncent pas lorsque l'on se redresse au moment de la respiration et d'une façon générale à ce que le corps reste proche de la surface pendant tout le mouvement.

La résistance de forme : Elle dépend du profil hydrodynamique du nageur. On le voit par exemple dans les coulées : une position mains jointes devant permet de réduire les résistances et d'aller plus loin. Ceci explique aussi l'avantage des nageurs de grande taille, leur corps plus allongé présente une résistance de forme plus faible comme le montre la figure suivante.

representation du coefficient de forme en natation

Pour limiter cette résistance, il faut :

  • être bien profilé dans les coulées
  • être toujours le plus allongé possible en essayant de se grandir en permanence.
  • avoir une bonne coordination en évitant par exemple d'ouvrir les bras en brasse tant que les jambes n'ont pas fini leurs mouvements.

La résistance de frottement et la résistance de vague : La résistance de frottement est due à la modification de l'écoulement de l'eau à proximité du nageur. Les poils, par exemple, ralentissent cet écoulement et augmentent cette résistance tandis que le port d'une combinaison a l'effet inverse. Les vagues du plan d'eau ou les vagues causées par le nageur vont également créer une résistance car elles forment des zones de haute pression (d'où l'utilisation de lignes brise vagues dans les piscines). Les résistances de frottement et de vague ne font généralement pas l'objet d'un travail technique pour les réduire et nous ne les mentionnons donc qu'à titre d'information.

La propulsion

Différents facteurs vont conditionner l'efficacité des mouvements. On peut les regrouper en 4 ensembles :

  • Taille et orientation des surfaces propulsives : Le premier principe sera d'orienter correctement la main en la plaçant de façon perpendiculaire au mouvement. Elle doit donc être le plus rapidement possible vers l'arrière en dos, en papillon et en crawl. La brasse constitue une exception puisque, à cause des contraintes règlementaires, le trajet des mains s'effectue vers l'extérieur puis vers l'intérieur (par conséquent les paumes devront être placées vers l'extérieur puis vers l'intérieur). Cependant, le nageur ne se propulse pas seulement avec la main mais également avec l'avant-bras. S'il fléchit le poignet, il réduit la taille de la surface avec laquelle il se propulse et perd donc de l'efficacité.
  • Longueur et profondeur du trajet moteur : Pour augmenter la propulsion, il faut faire le mouvement le plus ample possible. Dans toutes les nages, il faudra donc aller chercher l'appui loin devant. En brasse, le mouvement est large tandis que dans les autres nages, on le terminera avec le bras tendu vers l'arrière. Enfin, plus le mouvement sera effectué en profondeur (jusqu'à un optimum) et plus il sera efficace.
  • Continuité des actions motrices : La présence de temps mort pendant la nage réduit la vitesse du nageur et augmente sa dépense énergétique car il est plus difficile de recréer un mouvement après un temps d'arrêt. Il faut donc enchaîner les mouvements et les bras ne doivent jamais être complètement immobiles.
  • Accélération du mouvement : La continuité des actions motrices vue précédemment ne signifie pas qu'il faut précipiter les mouvements. Le mouvement doit toujours être effectué en accélération progressive. A une prise d'appui relativement lente succède donc un mouvement accéléré du début à la fin.

Conclusion

Dans le travail technique, il est conseillé de donner la priorité à la réduction des résistances. Si l'on augmente d'abord la propulsion, une grande partie de la force obtenue sera annulée par les forces de résistances.
Cette approche fonctionnelle montre que la technique n'est pas un idéal à atteindre. Deux mouvements légèrement différents peuvent avoir la même efficacité et même à haut-niveau les nageurs utilisent parfois des solutions différentes pour exploiter au mieux les lois physiques.

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