Snowboard: Biomécanique

Intro

La biomécanique explique les mouvements sportifs à l'aide des lois de la physique. Pourrais-tu déjà répondre aux questions ci-dessous ?

Passe la souris sur les questions ou tape dessus avec le doigt.

Cette séquence d'apprentissage répond à ces questions et à d'autres. Les connaissances acquises doivent servir à une compréhension plus approfondie des relations fonctionnelles dans le snowboard.

Basics

Biomécanique dans le sport

  • Décrit et explique le mouvement sportif à l'aide des lois et principes physiques
  • Aide à comprendre les relations fonctionnelles de la technique
  • Aide à optimiser les séquences de mouvements

Les connaissances relatives aux forces et à la position du centre de gravité t'aident, en tant que moniteur, à mieux comprendre les mouvements de tes jeunes. Il es essentiel d'utiliser le corps (mouvements clés) de manière à pouvoir utiliser le snowboard (fonction de l'engin) de manière optimale.

Principes physiques

Les lois et principes physiques fondamentaux s'appliquent à la pratique du snowboard. Ceux-ci s'appliquent à toutes les disciplines du snowboard. Différentes forces agissent, elles seront décrites en détails par la suite.

L'image montre les forces physiques qui interviennent lors d'une descente en snowboard. Il y a la force normal, de gravité, la résistance de l'air et la poussée vers le bas.

Force de gravité

La force de gravité est la force avec laquelle un corps ou un objet est attiré vers le centre de la terre. C'est donc la force avec laquelle, par exemple, une personne appuie sur une balance. Elle est donc également appelée force du poids du corps ou force de pesenteur. Elle dépent de la masse d'un corps ou d'un objet.

Force normale

La force normale est la composante de la force de gravité qui agit perpendiculairement au plan incliné. C'est avec cette force que le snowboard ou la neige est sollicité(e) (en supposant qu'il n'y ait pas de force centrifuge supplémentaire).

Force descensionnelle

La force descensionnelle est la composante de la force de gravité qui agit sur un plan incliné vers le bas de la pente. Elle accélère les snowboardeurs vers l'aval sur un terrain incliné.

Plus la personne est lourde et plus le terrain est pentu, plus la force descensionnelle est importante.

Force de frottement entre la neige et le snowboard et force de résistance de l'air

Deux forces de freinage agissent sur les snowboardeurs : le frottement entre la planche et la neige et la résistance de l'air.

Le frottement entre la planche et la neige se divise entre le frottement de la neige sur la semelle et sur la carre. Plus la planche glisse perpendiculairement au sens de glisse (= angle d'attaque), plus l'angle de prise de carre est important et plus la charge sur la planche est élevée, plus le frottement entre la carre et la neige est important.

L'image montre d'une part l'angle de prise de carre entre le revêtement de la planche et la neige, et d'autre part l'angle d'attaque entre la direction de déplacement et la direction longitudinale de la planche.

Principes

Centre de gravité du corps

La vidéo explique le concept du centre de gravité.

Les forces agissent en principe sur l'ensemble du corps (y compris l'équipement). Pour simplifier, le centre de gravité du corps peut être considéré comme le point d'application central de toutes les forces en action.

La position du centre de gravité du corps dépend de la position du corps et des mouvements des parties du corps. Comme il s'agit d'un centre théorique de la masse corporelle, il peut aussi se trouver à l'extérieur du corps, selon la position de celui-ci.

L'image montre la position du centre de gravité du corps dans trois positions différentes du snowboard. Le centre de gravité se trouve à chaque fois à peu près au niveau du nombril.

Principe d'inertie

Chaque corps aspire à rester dans son état de mouvement actuel (vitesse et direction). Pour modifier cet état de mouvement, des forces doivent agir.

L'images montre l'effet du principe d'inertie
La vidéo illustre les bases de la force centrifuge.

Force centrifuge

Pour amener un corps sur une trajectoire circulaire (courbe ou transition), une force de déviation (force centripète) est nécessaire. Celle-ci est générée par la prise de carre et/ou le fait de mettre du poids sur la planche. Pour que le centre de gravité du corps suive la trajectoire circulaire, cette force de déviation (force centripète) doit être générée activement par les jambes et le tronc à l'aide de la résistance de la neige.

La force qui en résulte et qui pousse le/la snowboarder(-euse) vers "l'extérieur" est appelée force centrifuge ou force d'attraction.

La force centrifuge augmente :

  • Lorsque le rayon du virage est réduit (à condition que la vitesse reste la même)
  • Lorsque la vitesse augmente (à condition que le rayon du virage reste le même)

Dans les virages, la règle est donc la suivante : Plus le rayon est petit et plus la vitesse est élevée, plus l'ampleur du mouvement central de basculement/d'inclinaison est grande.

Tâche : Force centrifuge dans les virages

Pourquoi le mouvement de base de bascule/d'angulation est-il plus important chez le snowboarder de droite que chez celui de gauche ? Passe la souris sur les images ou tape dessus avec le doigt pour obtenir la réponse.

Il n'y a pas que le rayon horizontal (virage), il y a aussi le rayon vertical (transition). Là aussi, il y a une force centrifuge, mais on parle plutôt de compression et de déviation par le terrain. Là aussi, l'ampleur de la force centrifuge dépend fortement du rayon et de la vitesse.

Tâche : Force centrifuge lors de la conduite de transition (creux, sauts, halfpipe)

Une snowboardeuse de 60 kg effectue une transition de 10 m de rayon aux deux vitesses suivantes :

L'image montre comment la force centrifuge varie en fonction de la vitesse. Deux exemples de vitesses et de forces centrifuges sont inscrits sur l'image. Ceux-ci sont expliqués en détail dans la section suivante.

Discute avec tes collègues et évalue la charge totale en kg au point le plus bas de la transition. Tu découvriras la solution en retournant les flipcards.

La force centrifuge se calcule comme suit :

Force centrifuge = masse du corps en kg * (vitesse en m/s)^2 / rayon en m = force en N (Newton) -> force en N / 9,81 = charge en kg.

Le carré de la vitesse est utilisé dans la formule. Ainsi, la force centrifuge augmente de manière exponentielle lorsque la vitesse augmente.

Equilibre dynamique

Pour que les snowboarders(-euses) soient en équilibre dynamique, la force résultante (somme de la force de gravité et de la force centrifuge) doit partir du centre de gravité du corps et passer par la surface d'appui.

Surface d'appui = surface sur laquelle le/la snowboarder(-euse) repose sur la neige (sauf si une partie du corps touche la neige, auquel cas il s'agit de la surface entre les points d'appui les plus éloignés).

Interaction entre le centre de gravité du corps et la surface d'appui

Une technique efficace et sûre se caractérise par :

  • Haut du corps stable = centre de gravité stable
  • Travail agile des pieds et des jambes = positionner la planche comme surface d'appui sous le centre de gravité

Loi de levier

Selon le principe du levier, la flexion de la planche résulte de la force exercée sur le levier (ici, sur le dessin, la traction vers le haut avec le pied avant) multipliée par la longueur du levier (= distance entre les fixations). On peut en déduire que :

Plus l'écart entre les fixations est grand, plus la force à exercer pour faire fléchir le snowboard est faible.

L'image montre l'effet de la loi sur les leviers lors d'un Ollie.

Torsion

La torsion décrit la rotation de la planche. L'angle de torsion résulte de la force exercée sur le levier (pied/jambe) multipliée par la longueur du levier (longueur de la chaussure) et la distance entre les deux leviers (distance entre les fixations).

L'image montre une torsion sur un snowboard.

Good Practice

Conditions de neige

L'image montre comment les différentes conditions de neige influencent la surface de soutien.

Les conditions d'enneigement varient en fonction des pistes. L'ensoleillement, le vent et le type de neige (artificielle ou naturelle, par exemple) ont une grande influence. Par ton choix conscient de la piste, tu peux influencer la taille de la surface d'appui.

A. Les conditions de neige adhérentes et moyennement dures sont utiles pour les débutants et pour l'apprentissage de nouvelles formes. Lorsque la planche est sur la carre, elle offre une surface d'appui suffisamment grande pour l'équilibre dynamique et donc un sentiment de sécurité et de stabilité suffisant.

B. En cas de neige poudreuse ou de printemps, une plus grande partie de la semelle de la planche est enfoncée dans la neige, ce qui augmente la surface d'appui. Mais cela augmente aussi l'effort et l'amplitude des mouvements clés pour pouvoir surmonter la résistance de la neige.

C. Les conditions de glace n'offrent au snowboard qu'une surface d'appui très étroite lorsqu'il est relevé. Dans un tel état de piste, un positionnement précis du centre de gravité du corps est nécessaire. L'équilibre dynamique est très fragile.

Matériel

Avantages des planches souples (adaptées aux débutants) :

  • Il est possible de provoquer une torsion de la planche avec moins de force (p. ex. pour le dérapage latéral).
  • Il est possible de provoquer une flexion de la planche avec moins de force (p. ex. lors d'un Wheelie)

Avantages des planches dures :

  • La planche reste stable et silencieuse même à des vitesses élevées et donc avec des forces plus importantes (p. ex. lors de virages carvés)

Réglages des fixations

Espacement des fixations (Stance)

Avantage d'un espacement large :

  • Facilite une position plus basse et plus stable
  • Meilleur levier pour faire fléchir la planche (par. ex. pour le noseturn)
  • Meilleur levier pour provoquer la torsion (par. ex. dérapage latéral, virage dérapé lents)

Avantages d'un espacement étroit :

  • Facilite le déplacement du CGC dans l'axe longitudinal (p. ex. CGC au-dessus du rail)

Angle du Highback

Avantages d'une plus grande inclinaison du Highback :

  • Facilite une position plus basse et plus stable
  • Facilite la prise de carre sur la carre talons
  • Permet un changement de carre plus direct entre la carre orteils et la carre talons

Avantages d'une plus petite inclinaision du Highback

  • Facilite la conduite en fullbase (par ex. conduite en creux de vagues, conduite en rail)

Dérapage latéral par torsion

A partir du dérapage dans la ligne de pente, le dérapage latéral est initié par l'angulation des pieds/genoux/hanches (torsion de la planche). L'angle de prise de carre est réduit dans une zone de la planche (nose ou tail), ce qui diminue le frottement et donc la résistance de la neige. La force de descente de la pente dirige donc la planche plus vers l'aval dans cette zone.

Le centre de gravité du corps et donc indirectement le centre de rotation de la planche se trouvent à mi-chemin entre les fixations.

L'image montre un dérapage latéral par torsion.

Position lors de la conduite sur la carre orteil

Pour un équilibre dynamique sûr et une position de base stable et prête à bouger, il est nécessaire de maintenir le centre de gravité le plus stable possible au-dessus de la surface d'appui. Tes apprenants y parviennent en pliant davantage les genoux et les chevilles et en augmentant l'angle des hanches (torse droit). Dans cette position, ils peuvent aussi mieux réagir aux irrégularités du terrain.

L'image montre la position lors de la conduite sur la carre orteil.

Effectuer des transitions et des creux et bosses

Comme décrit dans la section "Force centrifuge", la vitesse a une énorme influence sur la force centrifuge. Pour que tes enfants et adolescents puissent répartir uniformément les forces générées sur les deux jambes lors de la traversée d'une dépression ou d'une transition, ils doivent positionner leur corps perpendiculairement au sol ("position en T"). Cela leur permet de résister activement aux forces qui s'exercent avec leurs deux jambes ou même de s'étirer légèrement (pousser) vers la fin de la transition.

En tant que moniteur, travaille d'abord cette "position en T" avec tes enfants et adolescents avant de les faire évoluer à des vitesses plus élevées dans les dépressions et les transitions.

L'image montre comment la planche et l'axe longitudinal du corps forment toujours un T inversé lors du passage d'une transition ou d'un creux.

Réflexion

Exercice de réflexion 1 

Comment peux-tu mettre en pratique avec ton groupe les conseils présentés pour le choix du matériel et le réglage des fixations ? Qu'est-ce que tu peux adapter directement sur place (p. ex. à la station de départ) en peu de temps ? Quelles informations concernant le matériel et le réglage des fixations devrais-tu communiquer aux participants avant le cours ? Regarde deux vidéos de (tes) snowboarders(-euses) et analyse leur position sur la carre à l'aide des critères de qualité mentionnés ci-dessus. Choisis si possible deux personnes ayant des conditions très différentes en termes de morphologie, de matériel ou de technique.

Exercice de réflexion 2

Regarde deux vidéos de (tes) snowboarders(-euses) et analyse leur position sur la carre avant à l'aide des critères de qualité mentionnés ci-dessus. Choisis si possible deux personnes ayant des conditions très différentes en termes de morphologie, de matériel ou de technique.

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