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3.1. Méthode de simulation de la cinématique 37<br />
trajectoire peut être bénéfique sur l’ergomètre alors que la pale serait hors de l’eau en<br />
kayak.<br />
En kayak en ligne, quatre forces agissent sur le système athlète-pagaie-kayak : le poids<br />
P, la poussée d’Archimède B, la résistance totale R T et la force à la pale F B . La variation<br />
de vitesse du système de masse M est la suivante :<br />
dV = F B + R T + P + B<br />
dt (4)<br />
M<br />
La seule force de propulsion (F P ) est la composante antéro-postérieure de la force à la pale<br />
(F B ) ; elle dépend de la vitesse de la pale, de sa forme et de son orientation. La variation<br />
de vitesse du bateau est déterminée par la différence entre la force de propulsion et les<br />
résistances à l’avancement. Sur ergomètre, il est possible d’estimer ces deux forces avec<br />
une instrumentation adaptée (capteurs de force et goniomètres) et un modèle de résistance<br />
(R T ).<br />
Mesure de la propulsion sur l’ergomètre : Le système cinématographique est placé<br />
autour de l’ergomètre. Seules les données des capteurs de force des filins, de l’élastique<br />
reliant le bâti au chariot et des goniomètres sont nécessaires (Figure 1.5). Trois techniques,<br />
développées en Annexe A.2, sont utilisées pour mesurer la force propulsive :<br />
– La Technique A utilise les capteurs de force et les marqueurs réfléchissants des filins.<br />
– La Technique B estime la force propulsive uniquement à partir du capteur de force<br />
entre le bâti et le chariot.<br />
– La Technique C requiert les capteurs de forces des filins et les goniomètres.<br />
Les techniques B et C permettent un calcul immédiat de la force propulsive à une fréquence<br />
d’échantillonnage supérieure à 50 Hz. La différence entre les techniques A et C repose sur la<br />
détermination de la phase aquatique. Avec les goniomètres, le temps d’impulsion ne dépend<br />
pas de la longueur de la pagaie de chaque kayakiste mais de la position des cardans sur le<br />
bâti. La comparaison entre les deux techniques quantifie l’effet d’une hauteur d’eau fixe<br />
quel que soit le sujet. Une première comparaison entre les techniques A et C a été menée.<br />
La Figure 3.2 illustre la proximité des données. On remarque une différence à l’entrée, à<br />
la sortie de la pale et aux pics de force.<br />
Modèles de la résistance totale : Trois modèles développés en Annexe A.2 sont<br />
choisis pour estimer la résistance totale en fonction de la vitesse de la coque (R T (V )).<br />
Le modèle 1 est la fonction quadratique de la vitesse obtenue expérimentalement par<br />
Eclache (52). Dans le modèle 2, la résistance hydrodynamique est déterminée à partir