Actualité de l'ENS de Lyon

Sciences²⁰²⁴

En utilisant la physique, la mécanique et les mathématiques, le projet Science²⁰²⁴ regroupe les équipes de recherche de 13 grandes écoles, 1 université, 2 centres de recherche soutenues par le CNRS, le CNSD et l'INSEP afin de développer des solutions scientifiques innovantes.

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Quand les scientifiques aident à améliorer les performances des sportifs

À l’ENS de Lyon, le Laboratoire de physique s’est investit dans ce projet avec, cette année, trois thèmes de recherche liés au sport. Ces trois questions ont été identifiées par les chercheurs lors de journées d’extraction auprès des fédérations sportives ou lors d’échanges avec les sportifs. Chercheurs, athlètes et entraîneurs ont discuté et identifié ensemble des points sur lesquels la science pouvait tenter d'apporter sa contribution.

PARAPERF

Chercheur : Jean-Christophe Géminard - ITA : Franck Ropars, Pascal Metz & Marc Moulin. ENS de Lyon en partenariat avec la fédération française handisport et l'Insep.

Le projet ANR PARAPERF mise sur une approche interdisciplinaire pour optimiser le parcours des sportifs qui ont pour ambition de figurer sur le podium lors des jeux Paralympiques de Paris en 2024. Dans le cadre du projet, les chercheurs considéreront 4 volets : la trajectoire de performance, les adversaires, l’équipement et l’environnement social des athlètes. 

Au Laboratoire de physique, les compétences des chercheurs et des services techniques sont mises à profits pour développer des roues de fauteuil d’athlétisme instrumentées qui devraient permettre, à l’instar des pédaliers de vélo instrumentés, de mesurer en temps réel la puissance développée par les athlètes sur la main courante. Un ingénieur d’étude sera financé par l’ANR pour deux ans, à compter de 2021, pour mener à bien ce travail en lien avec la Fédération Française Handisport.

Optimisation de l’abri aérodynamique en cyclisme collectif

Encadrement : Philippe Odier et Anne Le Cunuder. ENS de Lyon en partenariat avec la fédération française de cyclisme et le CNAM.

Un cycliste roulant derrière un autre bénéficie d’une réduction de la force de traînée aérodynamique. Plus il est proche, plus cette réduction est importante, mais plus il prend des risques. Les études actuelles, toutes effectuées en soufflerie, ne sont pas toutes d’accord sur l’évolution de cet effet de réduction avec la distance entre cyclistes, rendant difficile le choix de la distance optimale.

Un dispositif de mesure directe de distance entre cyclistes, utilisable lors d’essais réels sur le terrain a été mis au point, muni d’un système d’acquisition permettant d’étudier précisément, après la séance, la corrélation entre distance et puissance développée, mesurée à l’aide de capteurs de puissance, à la fois pour le cycliste de derrière et pour celui de devant.

Des mesures préliminaires effectuées sur route avec des cyclistes amateurs montrent déjà une très bonne qualité des signaux de distance et de puissance et permettent d’entrevoir la corrélation entre les deux.

Des séances d’essai sont prévues en vélodrome avec des athlètes "élite" afin d’améliorer la qualité des mesures (maintien de la distance et de la puissance). Des essais  dans les souffleries de l’Institut Aérotechnique du CNAM, compléteront l’étude. Les capteurs de distances seront par la suite mis à la disposition des entraîneurs, pour une utilisation autonome lors des séances d’entraînement.

Quantification et simulation des effets du revêtement de la raquette en tennis de table sur le rebond de la balle

Thèse de Théophile Remond, sous la direction de Jean-Christophe Géminard et Vincent Dolique (ENS de Lyon) et Lionel Manin (INSA de Lyon).

Dans le cadre du projet Sciences2024, les rencontres entre les représentants des Fédérations olympiques de Tennis de Table (FFTT) et Handisport (FFH) ont permis d'extraire des axes de recherche pour l'amélioration de la performance des pongistes des équipes de France. Un de ces axes concerne le rebond de la balle sur la raquette qui doit être adapté au style de jeu de chaque joueur. La raquette de tennis de table de compétition est un assemblage subtil de couches de bois et de matériaux polymères (mousse, revêtement). Le choix de cet assemblage est guidé seulement par l'expérience des fabricants et des joueurs. Les paramètres sont cependant nombreux : essences des bois et nombre de plis, type et épaisseur de la mousse et du revêtement, sa surface (lisse, à picots). L'influence de ces paramètres sur la vitesse de jeu et sur les effets est certaine mais reste pas, ou peu, quantifiée objectivement. 

L'objectif général de la thèse est de quantifier le rôle joué par chacun des paramètres dans les propriétés du rebond (restitution de la vitesse et des effets) et de proposer, à partir des résultats, un guide pour la constitution, par l'entraîneur ou le joueur, de la raquette la plus adaptée à son style de jeu. 

Le projet repose sur deux approches complémentaires : l'analyse expérimentale et la simulation du rebond de la balle sur des surfaces dans des gammes de vitesse de translation et de rotation rencontrées en situation de jeu.

Le projet s'articule autour de trois actions principales : 

• Étude expérimentale du rebond sur raquette. Analyse des conditions de rebond dans des conditions types permettant de caractériser les surfaces utilisées par les joueurs en compétition (notamment contact picots/balle) et de fournir des données de comparaison pour les études numériques. 
• Simulation numérique de l'impact balle/raquette. Amélioration et adaptation des modélisations existantes au cas de contact balle/picots. Implémentation des caractéristiques matériaux des revêtements et surfaces.
• Synthèse pour les fédérations.