Mécanique des fluides, équations mathématiques neurosciences: pour préparer les jeux Olympiques de Rio, entraîneurs, préparateurs physique et kinésithérapeutes travaillent à optimiser les résultats des athlètes. Mais des scientifiques viennent aussi apporter leur science.

. Mécanique des fluides pour nager

Des chercheurs dirigés par l'Université de Tsukuba au Japon ont étudié le mouvement du bras sous l'eau pendant le crawl, se basant sur des simulations avec un bras robotisé, la mécanique des fluides et des observations lors de compétitions.

"Former une courbe sous l'eau avec sa main est mieux adaptée pour les moyennes et longues distances, alors que ramener sa main en ligne droite est une meilleure technique pour les courtes distances", estime l'auteur principal de l'étude Hideki Takagi.

Ramener sa main en ligne droite demande en fait plus d'énergie et ce geste n'est donc efficace que sur les courtes distances.

. Mathématiques pour sprinter

Une mathématicienne française du Centre national de la recherche scientifique (CNRS), Amandine Aftalion, a mis au point le modèle mathématique de la course optimale, après avoir étudié les performances d'athlètes de haut niveau.

"Le système d'équation permet de relier la vitesse et l'accélération, la force de propulsion, les forces de frottement, l'énergie aérobie et anaérobie" (NDLR: qui intègre la VO2max, la consommation maximale d'oxygène du coureur), explique la chercheuse.

Avec ce modèle, les mathématiques permettent à l'athlète de savoir s'il doit développer sa VO2 max, son stock d'énergie anaérobie (fournie par exemple par l'alimentation), sa force de propulsion ou son temps d'accélération.

. Neurosciences pour le mental

Mélangeant neurosciences, psychologie, modélisation et pratique clinique, Mathias Pessiglione, neuro-psychologue et directeur de recherche à l'Institut national de la santé et de la recherche médicale (Inserm) à Paris, étudie les mécanismes cérébraux qui sous-tendent la motivation.

Généralement, les gestes sportifs sont envisagés sous l'angle physique, plus rarement sous celui de la motivation. Pourtant on explique parfois l'échec d'une équipe par l'absence de motivation. "Autrement dit, la récompense qu'elle attendait n'était pas suffisamment importante pour qu'elle mette l'énergie nécessaire" pour gagner, souligne le chercheur.

En prenant en compte le bénéfice, la valeur de l'objectif et le coût que le sportif est prêt à investir, on peut modéliser le comportement de l'athlète et le faire évoluer.

. Numérique pour parer

Richard Kulpa, de l'Inria, et son équipe, composée de spécialistes en biomécanique et en réalité virtuelle de l'Université de Rennes, ont analysé les gestes des professionnels pour recréer le mouvement en réalité virtuelle.

Pour parer les feintes, "le seul moyen du défenseur pour anticiper et prendre l'avantage, c'est de lire les informations sur le mouvement de l'attaquant", a expliqué le chercheur à l'AFP. Cela demande donc de l'entraînement: mais il est difficile pour un attaquant de faire et de refaire à l'infini le même mouvement, pour entraîner le défenseur.

Muni d'un casque, l'athlète va se retrouver face à un "adversaire virtuel, intelligent, contrôlable et interactif", qui a l'avantage de ne jamais se lasser et de ne jamais faire mal.

. Pieds nus pour courir

Depuis une trentaines d'années, les chaussures de sport sont en constante évolution. Pourtant, selon des scientifiques des universités de Grenade et Jaén (Espagne), mieux vaut courir pieds nus !

Pieds nus, on touche d'abord le sol avec le devant de la plante du pied. Or, équipé de chaussures, le coureur pose le talon en premier. Selon les chercheurs, cette pratique engendre des chocs importants néfastes pour la santé et la performance de l'athlète.