Des chercheurs de l'Université de Tsukuba ont étudié le mécanisme de propulsion en visualisant l'écoulement de l'eau autour d'un nageur lors d'une nage sous-marine dans un canal d'eau via une vélocimétrie par image de particules. Leurs résultats ont révélé que les nageurs peuvent utiliser le débit d’eau et les vortex plus efficacement à mesure que leur vitesse augmente. La recherche est publiée dans le Journal of Biomechanics .

Le mouvement de nage donne de l'élan à l'eau, un fluide, générant ainsi une force de propulsion. Ainsi, nous pouvons comprendre le mécanisme de propulsion en examinant le débit d'eau généré par le mouvement d'un nageur. Cependant, observer une eau incolore et transparente à l'œil nu ou avec un appareil photo est un défi.

Pour résoudre ce problème, les chercheurs ont utilisé la vélocimétrie par image de particules, une technique utilisée en dynamique des fluides, pour visualiser les modèles d'écoulement de l'eau. Ils ont étudié comment le débit de l'eau change à mesure que les nageurs changent de vitesse tout en exécutant la technique de nage du coup de pied du dauphin. Cette enquête a été menée dans un canal expérimental d'eau en circulation (une piscine avec de l'eau qui coule).

Les résultats ont révélé que la vitesse d'écoulement de l'eau augmentait avec l'augmentation de la vitesse de nage pendant l'action sous-marine des membres inférieurs du coup de pied du dauphin, générant un fort vortex pendant l'action du coup de pied. Ce phénomène contribue peut-être à l'augmentation de la force propulsive. De plus, un recyclage du flux généré pendant la phase de coup de pied vers le bas a été observé lors de la transition vers la phase de coup de pied vers le haut, l'effet devenant de plus en plus prononcé à mesure que la vitesse de nage augmentait.

Cette étude marque la première observation de changements de débit d’eau lors de la nage des dauphins à différentes vitesses. L’étude devrait faire progresser la recherche sur l’écoulement de l’eau, un sujet essentiel dans la recherche sur la natation. Il offre des preuves scientifiques permettant aux instructeurs d'adopter des techniques de nage avec coup de pied.

Plus d'informations : Yusaku Nakazono et al, Impact des variations de la vitesse de nage sur la dynamique du flux de sillage dans la nage ondulatoire sous-marine humaine, Journal of Biomechanics (2024). DOI :10.1016/j.jbiomech.2024.112020

Informations sur le journal : Journal de biomécanique

Fourni par l'Université de Tsukuba