Comment un maillot de bain peut améliorer la performance des nageurs ?

1. Comment un maillot de bain peut améliorer la performance des nageurs ? Nina NIKOLIC Ecole française de Belgrade Concours C.Génial 2013

2. Contexte • Pourquoi le choix de ce sujet • Double passion : la natation et la mode

3. Sommaire • Petite révolution dans l’équipement des nageurs • Un siècle d’évolutions fulgurantes • Au delà des coupes, la course à la technologie • Quels impacts sur l’amélioration des performances • Des temps en amélioration constante, 43 nouveaux records mondiaux en 2009 ! • Illustration sur le 100 et 200 mètres nage libre homme • En quoi ces innovations sont porteuses de progrès ? de risques ? • Jusqu’où aller ?

4. 1 Petite révolution dans l’équipement des nageurs

5. Un siècle d’évolutions fulgurantes : 1875 - 1932 • A la fin du XIXe siècle, les femmes se baignent encore en corset et pantalon bouffant. • Au lendemain de la Première Guerre mondiale, les villes de Cannes, Deauville et Saint Tropez deviennent des stations balnéaires en vogue auprès de l’aristocratie. • Il faut attendre les premiers congés payés en 1936 pour que la mode des bains de mer se démocratise. • En 1932, le couturier Jacques Heim crée "l'Atome", le premier maillot deux pièces constitué d'un soutien-gorge drapé ou noué sur la poitrine et d'une culotte short. L’Atome 1932 1905

6. Un siècle d’évolutions fulgurantes : 1940 à nos jours • Le maillot de bain d’une seule pièce fait son apparition. Court et collant, il laisse aux nageuses une plus grande liberté de mouvement. • Il deviendra toujours plus moulant grâce à l’invention de nouveaux textiles comme le lycra dans les années 1970. • Le bikini fut lancé en 1946 par le fabriquant français de costumes de bains Louis Réart, un modèle si choquant à l’époque qu’aucun mannequin professionnel n’accepte de le porter ! Il faut attendre la fin des années 1950 pour que le bikini s’impose grâce à des icônes de la mode et du cinéma : Brigitte Bardot dans Et Dieu créa la femme • Avant les années 60-70, chez les hommes aussi le corps était peu dévoilé. Le vêtement de bain recouvre une grande partie du corps dont le torse, les cuisses, les fesses, le dos…la plupart des vêtements de bain recouvre également les bras et s’arrête aux genoux.Il fut ensuite remplacé par le slip de bain et dans les années 1980, sous l'influence du surf, les hommes adoptent les caleçons longs et les shorts. 1950 1956

7. Concernant l’équipement des nageurs : du jersey de laine et coton, au nylon et à élasthanne et des coupes plus adaptées • Jusqu'au milieu des années 1970, les maillots de bain d'entraînement et de compétition des femmes n'étaient pas très pratiques. • Un premier progrès intervient avec l'invention de la fibre Elasthane (connu sous la marque Lycra) créé par les américains en 1959, permettant un maillot de bain qui colle à la peau. • À partir de 1978, Aréna, décide d'innover au niveau de la coupe des maillots : • Le super flyback apparaît aux JO de Moscou en 1980. La couture latérale est supprimée et crée un dos d'un seul tenant. • Le super proback, inventé en 1985, perfectionne le super flyback. Il renforce les bretelles et dénude le milieu du dos. Ce type de maillot, le plus performant à l'époque. • Il faudra attendre la fin des années 1990 pour qu'apparaissent de nouvelles matières hydrophobes et les combinaisons de compétition qui concerne à la fois l’homme et la femme. Johnny weissmuller au JO de 1924 Annette Kellerman superflyback superproback

8. Nager en compétition : trouver le meilleur équilibre entre flottaison, propulsion, respiration • Nager c’est évoluer dans un milieu aquatique sans possibilité de reprise d’appui solide.  Afin d’optimiser cette pratique il faut trouver le meilleur équilibre entre flottaison, propulsion, respiration  : • une avancée la plus hydrodynamique possible, celle où la résistance de l’eau sur le corps (la traînée) est la plus faible, • une propulsion la plus efficace possible à la recherche d’appuis des membres inférieurs et supérieurs les plus performants, • les contraintes respiratoires : la prise d’air nécessaire à l’alimentation des muscles doit être la plus efficace possible sans nuire à l’hydrodynamique, • les contraintes réglementaires de codification des nages par la FINA.

9. Quelques explications physiques à avoir en tête : poussée d’Archimède, pesanteur, flottabilité, hydrodynamique, propulsion • Dans l'eau, le nageur est soumis à deux forces, la pesanteur et la poussée d'Archimède. • Après avoir plongé, se situant dans l'eau à une certaine profondeur, le nageur va subir une force qui va le remonter à la surface, la poussée d'Archimède. Cette force se définie par une augmentation de la pression au niveau inférieur du corps immergé dans l'eau, celle-ci étant plus importante que celle de la partie supérieure, il en découle une force verticale vers le haut. • Cette poussée est opposée à une force, la force de pesanteur qui correspond au poids. Cette force va faire couler le nageur, elle est verticale de haut en bas et, est donc opposée à la poussée d'Archimède. • Lorsque le nageur est allongé sur l'eau, ces deux forces n'ont pas le même point d'application. • La poussée d'Archimède et la pesanteur n'étant pas alignées, la réunion de ces deux forces tendent à ramener le nageur à un équilibre vertical c'est ce que l'on appelle couple de redressement, on peut alors parler de flottabilité. • La flottabilité est la capacité à flotter. C'est la résultante de l'apesanteur et la poussée d'Archimède. Elle dépend non seulement de la densité du nageur, mais aussi de la densité de l'eau. • L'hydrodynamique c'est la partie de la mécanique des fluides qui s'applique aux liquides. Elle étudie les lois boulversant leurs mouvements et les résistances qu'ils opposent aux corps présent dans l'eau. Cette force s'oppose au déplacement de chaque individu dans l'eau. Ces résistances qui freinent le déplacement du nageur sont dues à trois facteurs important :   - La forme qu'il représente dans l'eau,   - La surface qu'il oppose à l'avancement,  - La vitesse à laquelle il se déplace • La propulsion est une des notions principales quand il s'agit d'étudier un nageur en mouvement. De la manière la plus simple, la propulsion consiste en une action qui permet de pousser en avant. Elle fait appel à un propulseur qui transforme en force motrice l'énergie fournie par un moteur. Dans le cadre de la natation le propulseur est le corps humain et l'énergie est musculaire. 

10. Au delà des coupes, la course à la technologie et l’évolution des matières pour optimiser la glisse • On parle de « glisse » lorsqu'on s'expose le moins possible à l'ensemble des résistances hydrodynamiques précédemment étudiées. Après s'être placé à l'horizontale, la plus grande difficulté que le nageur rencontre est le positionnement de sa tête, le nez fait également parti de ces plus grandes contraintes car il propose plus de résistances frontales. La glisse et la combinaison permettent de diminuer les résistances hydrodynamiques s'exerçant sur le nageur. • Ces dix dernières années, les performances, dans le sport de haut niveau, ont connu une croissance fulgurante en partie grâce à l’utilisation de technologies de pointe. • En effet, ces combinaisons sont le fruit d'une technologie de pointe qui touche non seulement la qualité du tissu mais aussi, pour cette dernière génération de maillot, qui intègre des plaques de polyuréthane faisant gagner à chaque nageur plus d'une demie seconde par 50 mètres. • Son principal atout était de réduire les résistances hydrodynamiques agissant sur le nageur ce qui lui permet d'aller plus vite. Par exemple, La LZR Racer est une combinaison fabriquée par la marque Speedo. Sa composition réduit de 5% la traînée passive, 24% la traînée de friction et 6% la traînée par rapport aux combinaisons précédentes. Elle permet en même temps d'améliorer de 5% la reprise de l'oxygène. C'est la matière de la combinaison et l'emplacement sur le nageur en mouvement qui permet en partie ces améliorations

11. 2 Quels impacts sur l’amélioration des performances ?

12. Quel impact joué par la haute technologie : 43 nouveaux records mondiaux en 2009 • Les combinaisons de natation haute technologie utilisées aux championnats du monde de 2009 auraient amélioré artificiellement les performances des athlètes, selon une nouvelle étude. • Les recherches effectuées par l’école de médecine Feinberg de l’université Northwestern suggèrent que les combinaisons intégrales en polyuréthane ont bel et bien joué un « rôle significatif » dans une année (2009) sans précédent marquée par 43 nouveaux records mondiaux. • Il semble que les fabricants de vêtements de sport aient été trop efficaces en développant des technologies pour améliorer les performances (les combinaisons ont rapidement été interdites par la Fédération internationale de natation [FINA] en 2010). • Pour déterminer l’impact des combinaisons de natation, Lanty O’Connor a étudié les données publiques relatives aux compétitions entre 1990 et 2010, puis a comparé les améliorations dans la natation aux améliorations dans l’athlétisme, un sport similaire qui se déroule sur la terre ferme. • Même en tenant compte des améliorations dans les méthodes d’entraînement, des changements dans les règles et réglementations, des différences de sexe, des événements anaérobies ou aérobies, et des données sur les participants et leurs talents spécifiques, Lanty O’Connor a constaté que les combinaisons réduisaient le frottement, amélioraient la flottabilité et comprimaient les muscles, des effets non naturels qui ont permis des temps plus rapides. • Depuis l’interdiction, seuls deux records mondiaux ont été établis et les temps de nage se sont globalement allongés.

13. Dans les faits, quelle amélioration de la performance en natation Illustration avec le record du 100 mètres nage libre hommes • En 100 ans, les temps sur 100 mètres ont beaucoup baissées. • La première rupture nette est à mettre au crédit de l’américain Johnny Weissmuller, premier nageur à passer sous la minute. • Les records datant de 2000 ont été battus en 2008 avec l’aide des combinaisons. Depuis l’arrêt du port de ces dernières, aucun nageur n’a réussi à passer sous les 47 secondes A l’ère des combinaisons en polyuréthane, premiers nageurs de l’histoire à passer sous les 47 sec.

14. Dans les faits, quelle amélioration de la performance en natation Illustration avec le record du 200 mètres nage libre hommes • Parmi les tenues controversées, l'Arena X-Glide portée par l'Allemand Paul Biedermann est très largement critiquée par l'avantage qu'elle procure au nageur lorsqu'il bat le Michael Phelps sur 200 mètres nage libre. • Après la défaite de ce dernier, son entraîneur Bob Bowman réagit de façon virulente déclarant : « Il m'a fallu cinq années pour amener Michael de 1 min 46 s à 1 min 42 s et ce gars fait ça en onze mois. C'est une performance étonnante » L'année précédente, Paul Biedermann pointait au neuvième rang mondial sur 200 m nage libre et au vingt-et-unième sur 400 m. Porte la combinaison en polyuréthane

15. 3 En quoi ces innovations sont porteuses de progrès ? de risques ?

16. Que retenir ? • Les textiles évoluent sous l’impact de plusieurs facteurs • Répondre à la demande des consommateurs de plus en plus exigeant sur la qualité et l’entretien • Intégrer de nouvelles fonctions pour améliorer l’esthétique, accroitre la sécurité des utilisateurs (vêtements de protection), agir sur la santé, augmenter les performances des athlètes • Mieux respecter l’environnement au niveau de la fabrication ou permettre le recyclage des produits usagés. Des fibres biodégradables ou issues du recyclage apparaissent sur le marché.

17. Les textiles du futur : des applications concrètes • Nous avons abordé l’apport de la technologie dans la course aux records mais il est à noter que les travaux vont bien au delà. • Dans le secteur vestimentaire, de nouvelles catégories de fibres sont en passe de révolutionner le monde du textile particulièrement dans le secteur de l’habillement. • Ces textiles plus intelligents permettent : • De stopper les bactéries en introduisant au cœur de la fibre textile des agents antibactériens sous forme métallique. Intéressant notamment pour le personnel médical. • De filtrer les ultraviolets protégeant des coups de soleil et imitant les cancers de la peau. • D’agir en thermostat, avec une cire qui absorbe la chaleur quand la personne à trop chaud et la restitue quand elle a trop froid. • De sécher instantanément . • L’industrie du textile travaille en étroite collaboration avec le milieu industriel, le textile est présent dans toutes les sphères de notre vie. • Au delà du secteur vestimentaire, des travaux sont en cours dans des domaines comme l’avion du futur qui incorporera plus de textiles et de matériaux dérivés le rendant les avions plus légers et plus économiques en matière de carburant. L’industrie militaire étudie des projets de changements de couleur afin d’augmenter les effets du camouflage.

18. 4 Jusqu’où aller ?

19. Les textiles du futur : des risques à surveiller • L’illustration dans le domaine de la natation a montré l’intérêt des combinaisons dans l’amélioration de la performance mais à aussi de mon point de vue dénaturée la beauté du sport. • Les enjeux économiques autour de ces évolutions sont importants et les applications peuvent sembler sans limite. A quand une cape invisible comme celle d’Harry Potter en vente libre ….avec toutes les implications sur des publics peut scrupuleux ….

20. Contact : Nina Nikolic Ecole française de Belgrade Serbie … Merci de votre attention

21. Principales sources documentaires • Sites internet • Wikipédia • Mssport.net • Fedecegeps.qc.ca • Staps.uhp-nancy.fr • Divers articles