Pourquoi les athlètes de saut en longueur ne sautent-ils pas à 45 degrés pour aller plus loin ?

Les JO de Paris sont terminés, mais la curiosité pour les événements perdure. L’un d’eux concerne le saut en longueur. Nous avons appris au lycée que si l’on veut lancer quelque chose loin, une pierre par exemple, il faut le lancer dans une direction inclinée, en formant un angle d’environ 45 degrés avec le sol.

Le saut en longueur équivaut à lancer un objet. En l’occurrence, le corps de l’athlète. Si l’on peut faire abstraction de la résistance de l’air, on peut considérer que le centre de masse du corps du sauteur suit une trajectoire parabolique égale à celle d’une pierre lancée avec la même vitesse et sous le même angle.

Par conséquent, pour atteindre de plus grandes distances, les athlètes qui se consacrent à ce sport doivent se lancer dans les airs avec la vitesse de leur centre de masse formant un angle proche de 45 degrés par rapport au sol. Mais ce n’est pas ce qui se passe. L’angle de saut est généralement beaucoup plus petit, le centre de masse de l’athlète formant généralement un angle d’environ 20 degrés avec l’horizontale.

Cela se produit parce que, pour que le décollage se fasse à 45 degrés, l’athlète doit sauter avec une vitesse verticale égale à la vitesse horizontale. Et cela nécessiterait une énorme poussée verticale avec la jambe au moment précis du décollage.

Mais les athlètes ne peuvent pas faire cela. Après tout, pour atteindre la vitesse horizontale avec laquelle ils atteignent la ligne de saut, il leur a fallu environ 20 pas sur une course d’environ 40 mètres. Il est impossible d’atteindre cette même vitesse dans le sens vertical avec une simple poussée d’une seule jambe.

La vitesse compte beaucoup

Ce qui a été décrit n’est qu’une simplification de tout ce qui se passe lors d’un saut en longueur. Physiciens, ingénieurs et surtout coachs sportifs étudient en détail chacune des phases du saut : la course, les deux derniers pas, le décollage, les composantes de la force dans l’impulsion, le vol et l’atterrissage. Et les athlètes travaillent dur pour mettre en pratique les résultats de ces études, à la recherche des meilleures performances possibles.

Dans tout cela, la course à pied est bien entendu essentielle. Plus la vitesse horizontale au moment du saut est élevée, plus la distance parcourue est grande. Cela signifie que les athlètes qui se consacrent à cette discipline et aux courses courtes ont des profils physiques similaires. Les deux sports dépendent du même type de fibres musculaires à contraction rapide, capables de fournir une grande quantité d’énergie en peu de temps . Par conséquent, de nombreux athlètes qui se consacrent aux courses courtes, comme le 100 m, réussissent également bien dans les sauts en longueur. L’un des plus connus est l’Américain Carl Lewis , vainqueur de neuf médailles d’or olympiques et détenteur du record dans les deux sports entre les années 1980 et 1990.

Un autre aspect intéressant qui unit le 100 m et le saut en longueur est le moment où la vitesse des athlètes est maximale : les deux se produisent environ 40 mètres après le départ de la course. À ce stade, les sprinteurs luttent pour ne pas ralentir, utilisant l’énergie restante dans leurs muscles pour maintenir la montée et la descente de leur centre de masse et entraîner l’air devant eux. Lors des sauts en longueur, les athlètes atteignent la vitesse la plus élevée à la fin de la course et utilisent l’énergie restante dans leurs muscles pour donner la poussée finale qui les propulse dans les airs.

Hélène Octave

Professeur, Institut de physique, Université de São Paulo (USP)