Bolt plus fort que l’air

Avec sa taille de 1,96m, Usain Bolt n’est pas un modèle d’aérodynamisme. Il détient pourtant depuis 2009 le record du monde du 100m, un exploit qu’ont analysé des physiciens, démontrant l’extraordinaire puissance qu’il met en oeuvre.
Selon le modèle développé par l’équipe de Jorge Hernandez (Université autonome de Mexico), le temps de 9,58 secondes réalisé par Bolt à Berlin a nécessité une force moyenne de 815,8 newtons. Et l’athlète jamaïcain a atteint une vitesse maximale de 12,2 mètres par seconde.
Mais selon les chercheurs, le plus étonnant dans cette performance est que l’essentiel du travail fourni par Bolt a été annulé par la résistance de l’air.
En prenant en compte l’altitude de la piste de Berlin, la température au moment de la course et le profil de Bolt lui-même, ils ont calculé qu’il avait un “coefficient de traînée” de 1,2, autrement dit qu’il est moins “aérodynamique” que l’humain moyen.
Selon ces calculs, Bolt a développé 81,58 kJ d’énergie pendant les 9,58 secondes de la course, mais seulement 7,79% de cette énergie ont servi au mouvement. Tout le reste (92,21%) a été absorbé par la traînée, la force imposée par les conditions terrestres, qui s’oppose à celle que le coureur exerce vers l’avant.
Les chercheurs ont de plus calculé que Bolt avait une puissance maximale de 2.619,5 watts après seulement 0,89 seconde de course, alors qu’il était à la moitié de sa vitesse maximale, ce qui démontre l’effet presque instantané de la traînée.
“Le coefficient de traînée que nous avons calculé met en évidence les capacités exceptionnelles de Bolt. Il a été capable de pulvériser plusieurs records alors qu’il n’est pas aussi aérodynamique qu’un humain peut l’être”, a commenté Jorge Hernandez.
“Bien sûr, si Bolt devait courir sur une planète avec une atmosphère beaucoup moins dense, il pourrait battre des records de manière fantastique”, a-t-il ajouté.
Selon les chercheurs, leurs équations peuvent aussi prendre en compte l’existence ou non d’un vent arrière. Ils ont ainsi comparé la performance de Bolt à Berlin, où il y avait un vent arrière de 0,9 mètre par seconde, avec son précédent record (9,69 secondes) aux Jeux olympiques de Pékin de 2012, où la course s’était déroulée sans vent arrière.
Selon leurs calculs, Bolt aurait réalisé un moins bon temps à Berlin en l’absence de vent arrière, mais il aurait quand même battu son record de Pékin, avec un temps estimé de 9,68 secondes.
Les scientifiques ont utilisé des données de l’Association internationale des Fédérations d’athlétisme, qui a enregistré la position et la vitesse de Bolt à chaque dixième de seconde du 100 m pendant les Championnats du monde d’athlétisme de 2009 à Berlin. Leurs résultats ont été publiés dans la revue European Journal of Physics, à deux semaines des Mondiaux de Moscou, où Bolt s’alignera de nouveau sur le 100 m, après son échec en 2011.