THÈSE

A.2. Force de propulsion et résistance à l’avancement 227
A.2 Force de propulsion et résistance à l’avancement
A.2.1
Force Propulsive
Trois techniques sont utilisées pour mesurer la force propulsive :
Technique A : Avec deux marqueurs réfléchissants positionnés de part et d’autre des
capteurs de force, le système cinématographique détermine l’orientation des filins.
La propulsion est définie comme la composante antéro-postérieure (y) de la force
à l’extrémité de la pagaie. Comme les filins se ré-enroulent automatiquement (effet
des élastiques s’enroulant autour des poulies du frein aérodynamique), une tension
résiduelle augmente artificiellement la quantité de mouvement du système lors des
phases aériennes. C’est pourquoi la force est calculée uniquement lors des phases
aquatiques. Un seuil (h W ), égal à la hauteur moyenne des marqueurs collés sur
les grands trochanters, définit la surface de l’eau. Comme la longueur du manche
sur l’ergomètre ne correspond pas à la longueur de la pagaie de chaque athlète, la
coordonnée verticale de l’extrémité de la pagaie (h B ) est corrigée. Ainsi la propulsion
est calculée par :
F P =
{
FWi · y si h B < h W
0 si h B ≥ h W
Technique B : Si le frottement entre le chariot et le bâti est négligé, la seconde loi de
Newton appliquée au système multicorps athlète-pagaie-chariot, selon l’axe antéropostérieur,
donne :
F Wi · y − F El = M dV · y
dt
L’intégration de Eq. [64] depuis le début (t i ) jusqu’à la fin (t f ) du test donne la
variation totale de vitesse sur l’ergomètre. Si cette variation est supposée nulle durant
l’essai, l’intensité de la force de propulsion est en moyenne égale à ‖F El ‖.
(64)
∫ tf
∫ tf
(F Wi · y − F El ) dt = M dV · y = 0, (65)
t i t i
Cette hypothèse simplifie le calcul et donne la propulsion immédiatement. A cause
des accélérations instantanées du système, le profil de la force mesurée à l’élastique
diffère sensiblement des forces mesurées aux pales.
Technique C : La propulsion est calculée à partir de la force aux extrémités de la pagaie
et de l’orientation du filin donnée par les goniomètres. La hauteur virtuelle de l’eau
est définie par un seuil d’élévation du cardan : φ 0 = 0˚. Seul cet angle garantit un