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Amélioration du temps au 100 mètres

TPE de EULLER Thomas, LESTUZZI Enzo, EDDIB Moujib et GONDJIAN Garnik
by

Garnik Gondjian

on 17 March 2015

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Transcript of Amélioration du temps au 100 mètres

Amélioration du temps au 100 mètres
Question
:
"Comment améliorer la performance des sprinters ?"

Bon à savoir:
Nos hypothèses:
INTRODUCTION
Un
sprint
est une course de
vitesse
sur une
courte
distance.
Le
100 mètres
est une discipline olympique très populaire, durant laquelle les
sprinters
doivent parcourir les 100 mètres le plus vite possible, c'est-à-dire, avec le
temps
le plus bas possible, depuis le départ (sonore) jusqu'à la ligne des 100 mètres.
Qui n'as jamais voulu au moins
une fois
dans sa jeunesse courir un 100 mètres en
moins de 12 secondes
et
être rapide comme l'éclair
?

Suite au visionnage de ce TPE, il vous sera possible de
diminuer votre temps au 100 mètres
. Notre équipe s'est demandée comment les sprinters pouvaient
améliorer leur performance
.

Pour le découvrir, nous avons fait des
expériences
, noté des
valeurs
et établit des
constats
, puis nous avons formulé des
hypothèses
quant à l'importance de certaines techniques ou de certains facteurs pour finalement
valider
ou
invalider
ces hypothèses grâce à des faits prouvés et approuvés par des scientifiques comme nous, mais bien avant nous.



Nous allons donc vous dévoiler le
secret d'un 100 mètres sous la barre des
10 secondes
grâce à nos travaux et à nos études de cas.

Nouveau record du monde au 100 mètres masculin: Usain Bolt réalise une course quasi parfaite de 9 secondes 58 en 2009, à Berlin.
Thème:

Avancées scientifiques et réalisations techniques

Scientifiques: EULLER LESTUZZI EDDIB GONDJIAN
Thomas Enzo Moujib Garnik

Ces travaux ont été réalisés par quatre lycéens en classe de première Scientifique. Ils vous proposent aujourd'hui un travail pluridisciplinaire et une démarche scientifique personnelle basée sur des expériences et des études, ainsi que sur des hypothèses et des interprétations de résultats et de graphiques.
Notre questionnement sur les différents facteurs permettant d'améliorer la performance au 100 mètres, nous invitent à découvrir le corps humain et ses capacités, à faire des expériences et à émettre des hypothèses, ainsi qu'à constater une évolution historique des performances.
Nous avons eu l'occasion de réfléchir à des moyens permettant d'améliorer le temps au 100 mètres, grâce à des facteurs physico-chimiques, aux adaptations du corps humain à certains stimuli, et à l'optimisation du mouvement pour permettre aux athlètes de profiter des lois physiques de la biomécanique.

Préambule
Thèmes abordés durant nos travaux
Durant nos travaux, nous avons abordé plusieurs thèmes.

Les améliorations scientifiques et les réalisations techniques
est notre principal thème mais nous avons également abordé le thème de la
santé et du bien-être
avec nos recherches sur le dopage.
De plus, nous avons fait des travaux sur
la mesure
en réfléchissant à son importance dans l'épreuve du 100 mètres.
I. La technique du cycle avant
et le rôle des bras
Nous avons étudié les résultats de course de trois
sprinters
âgés de 16 à 17 ans et pratiquant tous les trois l'athlétisme depuis 2 ans dans le même club et ayant reçu le
même entraînement.

Remarques de l'entraîneur
Athlète A : 1 mètres 87; 67 kilos Plus léger mais
plus grand
Athlète B: 1 mètres 76; 76 kilos Taille moyenne mais
puissant
Athlète C: 1 mètres 73; 65 kilos Plus petit mais
plus explosif

Toutes nos expériences ont été réalisées au stade de l'
ASS
car c'est le lieu où ces athlètes s'entrainent. Ils ont accepté de collaborer avec nous et leur entraîneur aussi. Nous avons fait nos expériences avec eux lors de certains de leurs entraînements du lundi et du jeudi soir.

De plus, ils ont pu répondre à certaines de nos questions sur le sprint et à des hypothèses.
Notation des valeurs
Temps au 100 mètres sans techniques particulières

Athlète A : 13.9 secondes +/- 15 centièmes
Athlète B : 13.5 secondes +/- 15 centièmes
Athlète C : 14.3 secondes +/- 15 centièmes

Nous avons tout d'abord fait une mesure de course
sans utilisation des bras
:

Athlète A : 15.7 secondes
Athlète B : 15.4 secondes
Athlète C : 15.8 secondes

1ère hypothèse:
le balancement explosif des bras est très important pour stabiliser le corps et le propulser.
Ne pas les utiliser augmente de
plus de 10%
le temps au 100 mètres.
L'action des bras est primordiale pour un départ explosif.
Longueur de foulée optimale
Athlète A (1m86)
Athlète B (1m76)
Athlète C (1m73)
Longueur de foulée ( en cm)
Nous avons pris le temps, en secondes, des athlètes courant avec différentes longueurs de foulée sur 100mètres.
160
19.2
16.4
16.3
180
18.5
15.6
15.5
190
17.9
14.8
14.8
200
17.4
14.7
14.7
210
16.7
14.6
220
15.9
14.8
14.7
14.9
230
15.1
14.8
15.0
240
15.6
15.0
15.2
III. Adaptations du système nerveux: techniques et force
Nous avons eu la chance de rencontrer plusieurs étudiants en STAPS pour leur poser certaines questions sur l'entrainement des sprinters.
Nous avons découvert que les sprinters s'attachent des poids à la taille à l'aide d'une corde et d'un dispositif, d'autres courent sur des collines (hill sprint) comme certaines légendes du football américain tels Herschel Walker ou Walter Payton; le football américain étant un sport où la vitesse de course est la qualité la plus importante.

De plus, nous avons pu nous procurer ce dispositif et des poids (15 kg), ainsi qu'un gilet lesté de 10 kg pour faire des expériences qui ont été fort productives.
Le sprint lesté très efficace
Le centre de gravité et l'inertie
La
génétique
joue une part
importante
dans la performance au 100 mètres.
En effet, une étude menée aux Etats-Unis prouve que les individus originaires d'
Afrique de l'Ouest
ont des
membres inférieurs plus longs
que la moyenne des individus.
Ils ont ainsi un
centre de gravité 3% plus haut
et de plus
longues jambes
leur permettant d'avoir une
foulée plus longue de 4 cm
que la moyenne des sprinters blancs de même taille..
Depuis plusieurs années, suite à l'explosion de victoires et de records des sprinters noirs, plusieurs études ont été menées pour découvrir d'éventuelles
différences physiques
qui pourraient expliquer cette domination.

Génétique
De plus, le
processus de locomotion
lors du sprint est un processus de continuel
chute en avant du centre de gravité
lors de la phase aérienne. Cette chute est reconvertie en
force de propulsion horizontale
grâce à l'action des muscles et des tendons, élastiques, lors de la
phase de propulsion
.
Or, lorsque la
masse corporelle tombe vers l’avant de plus haut
, elle tombe plus vite et augmente
donc la vitesse de course
.

Combinons cette
différence de hauteur de centre de gravité
avec une plus
grande masse musculaire
du haut et du bas du corps chez les sprinters noirs, , et nous pouvons modéliser les forces d'actions des sprinters blancs et noirs; ainsi:
Sprinter blanc
Gb
+
Forces modélisées représentant la vitesse de déplacement du corps avec pour point de référence le centre gravité G.
+
Gn
Sprinter noir
Quelle est l'utilité d'un sprint outre la performance sportive?
Depuis la nuit des temps, l'Homme a du "sprinter" dans l'optique de se
nourrir
ou de
survivre.

En effet, pour
chasser
et attraper un lapin, une poule ou une biche, pour se
nourrir
, il est préférable de pouvoir
courir très vite
. Même logique en cas d'attaque ou de présence d'un
danger
: l'homme préhistorique "
sprintait
" pour
survivre
.


L'activité
neuromusculaire
du sprint n'est
pas contrôlée par le cerveau
; c'est la
moelle épinière
qui envoie alternativement les messages nerveux aux muscles de l'arrière de la cuisse (ischios-jambier/fessiers) puis à ceux de l'avant de la cuisse( quadriceps/fléchisseurs de la hanche). Il n'est donc pas nécessaire de "
réfléchir
" pour sprinter.

L'action se fait inconsciemment car le
système nerveux
crée un
programme
, un
circuit
( comme un algorithme sur un ordinateur )
de sprint petit à petit à partir de l'adolescence car c'est à cette période de la vie que les individus acquièrent leur
capacité motrice fonctionnelle
, complètement.
L'activité neuromusculaire lors d'un sprint
Il y a une
coordination simultanée
et
bilatérale
du bras avec la jambe du côté
opposé
. Lorsque le genou
droit
se lève, le bras
gauche
va s'élancer en avant pour permettre l'
équilibre latéral
en compensant la force horizontale, exercée par la lancée du genou en avant, par une force horizontale moindre mais suffisante, exercée par le
balancement des bras
.

L'action mécanique du corps lors d'un sprint
Le cycle de la course
Phase de suspension (aérienne)
Demi-cycle de course

Le cycle de la course est
l'enchaînement
des différentes phases de la course à partir d'un instant t (ex: pied droit touche le sol) à un autre instant t' ( le pied droit retouche le sol).
On voit que le
même mouvement
est reproduit entre chaque
phase du cycle
.
L'action des membres supérieurs est
simultanée
et
opposée
à l'action des membres inférieurs.
Cycle de course complet
Cycle avant/ cycle arrière
II.Longueur de foulée optimale
F spr./Terre
F spr./Terre
F Terre/spr.
F Terre/spr.
Avec:

Gb
: point, centre de gravité du sprinter blanc

Gn
: centre de gravité du sprinter noir

F Terre/spr
. : force d'attraction gravitationelle exercée par la Terre sur le sprinter.

F spr./Terre
: force de contact exercée par le sprinter (grâce à la contraction des muscles) sur la Terre.
Hypothèse:

On s'aperçoit qu'un centre de gravité plus haut, des membres plus longs, et une masse musculaire plus élévée, permettent de produire une vitesse plus grande. Les sprinters noirs seraient donc génétiquement favorisés pour le sprint.
Walter Payton réalisait des sprints en côte pour améliorer sa technique et augmenter sa puissance. Le risque de blessure est également réduit.
Cela fait plus de 20 ans qu'au moins 7 sprinters sur les 8 sont noirs lors d'un 100 mètres aux Jeux Olympiques. De plus, tous les records mondiaux et olympiques sont détenus par des sprinters noirs.
Deux façons de courir: l'importance du cycle avant
En sprint, il existe deux façons de courir. Cependant, la course en cycle avant est plus avantageuse que celle en cycle arrière.

Nous verrons tout d'abord le mouvement du pied visible des deux types de course, nous détaillerons ensuite les caractéristiques des deux types de course, et nous expliquerons pourquoi la course en cycle avant est plus avantageuse.
Cycle avant
Cycle arrière
Poulaines caractérisant le mouvement du pied
Les nutriments sont des molécules issues de l’alimentation
extraites
par le processus de la
digestion
. Lorsque ces nutriments sont assimilés par l’organisme, on parle de
nutrition
.
De plus, ils sont
indispensables
pour répondre aux différents besoins physiologiques du corps, le développement osseux ou la croissance. Ils assurent entre autre l’apport énergétique, la régulation métabolique ou l’entretien tissulaire

- Etre plus grand et avoir de plus longues jambes est un avantage pour courir plus vite
- Etre plus léger est également un avantage
Réalités
Génétique
Fait
En cycle arrière, le pied effectue la
majorité
de ses mouvements
derrière a ligne des hanches
, le coureur laisse
trainer
ses pieds derrière lui et se trouve
trop penché
en avant ce qui le
ralentit
car il
s'affaisse
à chaque fois que le pied touche le sol et parce qu'il est plus difficile de
monter le genou
pour augmenter la
propulsion ver l'avant
(les professionnels estiment qu'un genou monté formant un angle de
90°
entre la cuisse et le tibia est optimal durant la phase de suspension aérienne)
Affaissement: le genou est trop fléchi, le talon touch le sol en premier
Genou pas assez monté
En
cycle avant
(style de la majorité des bons sprinters) le pied effectue ses mouvements aussi bien à l'avant qu'à l'arrière de la ligne des hanches mais le coureur
s'efforce
psychologiquement de
lancer
ses jambes en
avant
lors de la
phase aérienne
pour monter le
genou plus haut
et pour bénéficier d'une
foulée plus longue
. Les jambes restent près du corps et le flexion du genou est
rapide
et efficace. On court ici sur la
pointe des pieds
pour bénéficier de
l'énergie élastique accumulée dans les tendons d'Achille
et pour réduire le temps de contact au sol. On a l'impression que le coureur
s'envole
et devient très léger.
Fleion sous les hanches
Genou plus haut
- Etre plus grand
est un avantage en milieu de course car
la foulée est plus grande et un centre de gravité plus haut permet une
meilleure locomotion.
- Peser 60 kg et ne pas être assez fort/ puissant pour
pousser
le sol est un problème. A 85 kg (sprinters) si l'on est suffisamment
puissant
et
vif
, on peut
sprinter très vite
. Cependant, il est préférable d'avoir
peu
de graisses pour courir plus
léger
.
Le recordman du 100 mètres mesure 1 mètres 95 et pèse 94 kilogrammes.
Idée reçue
:Lors d'un sprint, les bras n'ont pas un rôle important puisqu'on court avec les jambes.

Fait:
Les bras permettent de maintenir l'équilibre des forces du haut et du bas du corps et permettent de maintenir la stabilité du haut du corps pleine vitesse.
Courir sur la pointe des pieds
"Tous les sprinters courent sur la pointe des pieds."
Le tendon d'Achille est le tendon ayant la plus grande capacité à réattribuer l'énergie qui lui est donnée. C'est un tendon très élastique. Lorsque l'on court avec la pointe des pieds, on crée un bras de levier permettant de se propulser dans le sens contraire à la force qui a été exercée sur ce tendon lors de la pose du pied. Or, le pied se posant légérement en avant du centre de gravité du corps humain, il y a un léger ralentissement du corps (cf.schéma) lors de la pose du pied compensé par l'avancement du corps (force plus grande que celle qui cause le ralentissement). Courir sur la pointe permet également de limiter la propagation d'ondes de choc dans le corps et d'éviter les tensions exercées sur le tendon rotulien que lorsqu'on atterit sur la plante du pied ou le talon.
RALENTISSEMENT DU CORPS
S
Schématisation de l'action du tendon d'Achille
Schématisation des forces exercées sur le coureur lors de la pose du pied

On s'aperçoit que plus l'athlète est
grand
plus sa longueur de foulée
augmente
. En contrepartie, la
fréquence des foulées diminue
; l'idéal pour bien sprinter étant de combiner
longue foulée avec une cadence rapide
. De plus, les temps des sprinters le plus bas, avec les longueurs de foulée imposées, sont
supérieurs
aux temps, de ces mêmes sprinters,
normaux
d'environ 1.5 secondes. Le fait de se
forcer
à courir (avec des plots) sur une certaine longueur de foulée est une
barrière psychologique
pouvant déranger et déconcentrer le sprinter.
S'attacher avec un élastique est tout aussi efficace
Pour passer du cyle arrière au cycle avant, les coureurs devront corriger leur
posture
en replaçant le
bassin
correctement et en renforçant l'ensemble de la
musculature
(nous y reviendrons) mais il doit également effectuer la
routine du cycle
de la jambe ci-dessus pour mieux appréhender le mouvement qu'il doit effectuer. Il doit également courir sur la
pointe des pieds
ce qui améliorera automatiquement sa technique.
Le sprint lesté permet au coureur de s'habituer à courir avec un poids, une fois le lest enlevé, le coureur a l'impression de peser beaucoup moins car son système nerveux et ses muscles se sont adaptés à la charge. L'athlète courra donc plus vite sans le lest.
De plus, courir avec le lest exige de contracter violemment les muscles et d'utiliser une technique irréprochable en montant bien le genou, en balançant les bras et en utilisant ses jambes agressivement pour avancer.
Dans cette vidéo, on voit que la sprinteuse court moins vite que normalement car elle court avec un gilet lesté de 10kg. Elle monte les escaliers en sprintant pour améliorer sa montée de genou et son balancement des bras.
Le sprint en côte permet tout d'abord de limiter le risque de blessure car il y a moins de pression sur le genou et la cheville: on tombe de moins haut que sur un sprint sur surface horizontale.
De plus, pour sprinter sur la colline ou sur une surface penchée, on cherche avant tout à monter, il faut donc bien monter les genous pour s'accrocher au sol plus loin et utiliser agressivement les bras. Les muscles doivent également fournir plus d'efforts.
Après un sprint en côte, le coureur baisse son temps de 0.3 secondes en moyenne sur la piste du 100 mètres.
Yohan Blake, plusieurs fois médaillés d'or au 100mètres mondial, effectue des sprints en côte avec un gilet lesté presque tous le jours pour sprinter aussi vite.
TT
Tendon d'Achille
Musculation
La musculation
Depuis 1990, tous les sprinters de l'élite pratiquent la musculation. Un travail de renforcement musculaire chez le sprinter se focalise sur l'
augmentation de la force des membres inférieurs
et permet une amélioration de la
vitesse
, de l'
explosivité
et de la
puissance
, qui sont des qualités qui découlent de la force (capacité d'un groupe ou d'une chaîne musculaire à soulever une charge). En effet, un muscle plus fort peut se contracter plus vite et produire une plus grande puissance.
Ce phénomène est principalement dû à l'augmentation des influx nerveux vers les fibres musculaires plus qu'à l'hypertrophie de ces dernières.
Les sprinters peuvent donc très bien devenir plus forts, plus puissants, sans pour autant augmenter leur masse, qui les ralentirait.

"La vitesse découle de la force"
Le sprinter se focalisera sur deux mouvement pour améliorer sa puissance: le squat et le soulevé de terre. Les deux mouvements permettent d'augmenter la force des grands fessiers, qui sont primordiaux dans le sprint avec leur rôle d'extension des hanches, mais le squat travaille les quadriceps (avant de la jambe) et le soulevé de terre plus les ischios-jambiers (arrière de la jambe). L'athlète augmentera tout d'abord sa force sur ses deux mouvements, puis il essayera de les exécuter le plus vite possible pour augmenter sa puissance.
Soulevé de terre
Squat
Parallélement à cela, il faudra exécuter les mouvements d'haltérophilie (arraché et épaulé) car la réalisation de ceux-ci requièrent une importante vitesse d'exécution. Le sprinter renforcera aussi ses psoas (flexion de la hanche lors du monté de genou) et ses biceps fémoraux (flexion du genou) pour ramener la jambe en avant e plus rapidement possible.
Arraché
Snatch
Epaulé
Clean
LES SPRINTERS D'ELITE FONT DE LA MUSCULATION
"Pour devenir plus fort, plus puissant, sprinter plus vite, les coureurs doivent coupler un bon entraînement avec une alimentation adaptée."
La pratique de la musculation rendra les sprinters plus lents et raides. Ils vont courir beaucoup moins vite si ils soulèvent de lourdes charges.
- La musculation permettra aux sprinters de devenir plus
rapide
et plus
explosif
. En augmentant leur force et leur
puissance musculaire
, ils pourront entre autre bénéficier d'une plus
longue foulée
car ils pousseront le sol plus
puissamment
et s'élanceront plus loin.
- Ils pourront également augmenter la
fréquence
de leurs foulées en renforçant les
psoas
et les
biceps fémoraux
: ces muscles se contracteront
plus vite
durant la phase de suspension aérienne et la jambe se replacera
plus vite
en avant.
Alimentation
Historique
1
2
3
4
1.0 Que se passe-t-il lors d’un sprint ?

1.1 Rappel

La production d'énergie par les muscles, nécessite la consommation de
dioxygène
et de
nutriments
. Au cours de l’activité physique, les muscles consomment davantage de
dioxygène
et de nutriments . Ils rejettent davantage de dioxyde de carbone. L’augmentation de ces échanges est liée à la production d’énergie (une partie est utilisable pour le travail musculaire, la contraction, l’autre partie est évacuée sous forme de chaleur) par le processus de la respiration.

Les muscles rejettent du dioxyde de carbone et libèrent de l'énergie sous forme de chaleur.

La transformation des nutriments en présence de dioxygène produit de l’énergie selon la réaction chimique suivante :
Nutiments+O2 -> CO2 + H2O + déchets + ENERGIE

Le muscle consomme donc des nutriments et du dioxygène pour rejetter du dioxyde de carbone, de l’eau, et d'autres déchets, et libère de l’énergie sous forme de chaleur.

⦁ Que se passe-t-il lors d’un sprint ?

⦁ Rappel

La production d'énergie par les muscles nécessite une
consommation de dioxygène
et de
nutriments
. Au cours de l’activité physique, les muscles consomment davantage de dioxygène et de nutriments. Ils rejettent davantage de dioxyde de carbone. L’augmentation de ces échanges est liée à la production d’énergie par le processus de la respiration cellulaire (une partie est utilisable pour le travail musculaire, la contraction, l’autre partie est évacuée sous forme de chaleur).

Les muscles rejettent du dioxyde de carbone et des déchets organiques, et libèrent de l'énergie sous forme de chaleur.

La transformation des nutriments en présence de dioxygène produit de l’énergie selon la réaction chimique suivante :

Nutiments + O2 -> CO2 + H2O + déchets + ENERGIE

Le muscle consomme donc des nutriments et du dioxygène pour rejetter du dioxyde de carbone, de l’eau, des déchets et libère de l’énergie sous forme de chaleur.


⦁ Le départ

L’ épreuve du sprint a connu de
nombreux

changements
. En effet, au départ, les sprints commençaient
debout
jusqu’ à ce que Sherill, en 1887, parte en position
quadrupédique
(mains sur la ligne de départ, un pied devant l'autre, bassin en hauteur et déséquilibre vers l'avant) .
Ensuite les athlètes utilisèrent les blocs de départ (starting-blocks). La technique a évolué dans la seule optique que l'athlète puisse démarrer le
plus vite possible.

Le sprinter rentre à reculons dans les blocs après avoir mis les mains au sol.
L'athlète prend ensuite position en posant ses pieds dans les
starting-blocks
qu'il faut préalablement régler en fonction de la longueur des jambes du sprinter.

Position de l'athlète:
à ce moment, poser un genou à terre, fléchir ses deux jambes ; les mains sont posées à terre, derrière la ligne de départ.

Ensuite le starter donne la première commande
« à vos marques »:
les compétiteurs prennent leur position de départ. Lorsqu'aucun athlète ne bouge, le starter les avertit du départ imminent
« prêts ? »
; les athlètes se mettent alors en position de
déséquilibre avant
, le poids du corps basculant sur les bras. Le
genou de la jambe avant
forme un angle d'environ
90 degrés
, celui de la
jambe arrière
d'environ
120 degrés
. Enfin, le signal de départ est donné par le starter qui tire un coup de feu en l'air.

"Les sprinters sont positionnés"
Position quadrupédique
"Le sprint étant une épreuvre très courte et très intense qualifiée d'anaérobie alactique, les réserves d'ATP sont tout d'abord utilisées pendant 4 secondes, puis le corps utilise la créatine phosphate et le glucose."
⦁ Le sprint

Suite au démarrage le sprinter, en
position inclinée
, doit progressivement
allonger
ses foulées. L’athlète se redresse progressivement jusqu’à atteindre sa vitesse maximale. Cette technique qui consiste à redresser le buste et la tête progressivement, est apparue à la fin des années 1990, avec les sprinteurs de l'équipe HSI (Hudson and Smith International), Maurice Greene, Ato Boldon entrainés par John Smith.
La position
définitive
se trouve vers la
12e foulée
. À pleine vitesse l’athlète peut réaliser jusqu’à
5 foulées par secondes
. Chaque foulée est caractéristique du sprinter car elle dépend de son
gabarit
et peut mesurer jusqu'à
2,70 m
. La foulée est composée de deux phases : une
phase d'appui au sol
(l'
amortissement
, le
soutien
et l'
impulsion
) et une
phase de suspension
(aérienne) qui permet au coureur de maintenir son
équilibre
et préparer son action suivante.

⦁ La course et l'arrivée

Certains coureurs
très rapides
au départ sont dépassés vers les 50 ou 60 mètres, cela s’explique par une diminution de la vitesse
au-delà de six secondes
; la
technique
et l'
entraînement
sont les clés pour éviter ce dépassement. Le 100 mètres idéal serait donc de
ne pas ralentir et de rester à vitesse constante (maximale)
même en deuxième partie de course. Pour cela l'athlète doit faire face à de nombreux facteurs dont la
fatigue
qui apparait souvent dans les
vingt derniers mètres,
mais aussi réussir à
maîtriser sa technique
afin de conserver
sa vitesse le plus longtemps possible jusqu'à la ligne d'arrivée
.

Comme toutes les courses sur piste,
l'arrivée du 100 mètres
est
validée
lorsque le torse de l'athlète a
franchit
la ligne d'arrivée. Les concurrents sont départagés grâce deux éléments : la
photo-finish
et le
chronomètre
qui peut distinguer les temps même au
millième de seconde
. En cas d’égalité parfaite les athlètes sont classés à égalité (cas rare). Il peut arriver que le temps affiché soit corrigé suite à l’analyse des juges de la photo-finish du film de la course, ces derniers valident ainsi le temps au moment précis où
les épaules des athlètes franchissent la ligne.

100 mètres (10-12 secondes)
Homme Femme

2400-2600kcal 1800-2200kcal

Quantités de calories nécessaire à l'être humain par jour (personne sédentaire):
Les besoins nutritionnels des adultes
varient
selon le
sexe
, l’
âge
, la
corpulence
, l’
activité physique quotidienne
et l'état de santé.

Apports nutritionnels nécessaire à l’être humain :

L’être humain a besoin de 77% de glucides (2 tiers d’amidon et 1 tiers de saccharose)
10% de protéines 12% de lipides.

C6H12O6 + 6 O2 => 6 CO2 + 6 H2O + énergie contraction musculaire+ chaleur
C6H12O6 est la formule chimique du glucose, il est présent dans le sang tel quel, ou stocké dans les muscles ou le foie sous forme de glycogène.

nutriments + O2 => CO2 + H2O + énergie contraction musculaire chaleur

Equations bilan de la respiration cellulaire:
Les cellules musculaires produisent l'énegie nécessaire à leurs contractions.

On en déduit que les nutriments et notamment le glucose sont indispensables à la respiration cellulaire lors d’un sprint.

Etude du menu du sprinteur:

Matin
Midi
Soir
- Jus de fruit
- 300g de fromage blanc
- 1/2 litre de lait demi-écrémé
- 2 yaourts
- 50g à 100g de pain
- Crudités
- Viandes
- Légumes verts
- Riz/Pates
- Laitages
- Potage
- 1 tranche de jambon/quiche
- Laitages
L’objectif est de réduire le plus possible l’acidité de l’organisme, comme par exemple en buvant des boissons riches en bicarbonates ( St Yorre, Vichy Celestin).
Un exercice physique nécessite un apport d’énergie. Les trois quarts de l’énergie délivrée pour effectuer un exercice sont perdus sous forme de chaleur, le reste permettant de réaliser l’exercice physique.
À chaque nutriment correspond une certaine quantité d’énergie potentiellement utilisable par les organes. L’énergie utilisée par le muscle est le glycogène (un polymère du glucose). Lors d’un exercice physique, l’organisme puis de l’énergie dans les stocks de : - glucides
- lipides.
Remarque : Le glucose est libre dans le sang alors que le glycogène se trouve dans les muscles et le foie (glycogène musculaire et hépatique).

Etude de la consommation de glucose par les cellules musculaire en fonction de l'intensité de l'exercice
On en déduit que le glucose est fortement utilisé lors d’un effort physique intense, entre autre le sprint.
Etude d'une vue microscopique d'une cellule musculaire:
On observe une multitude de granules à glycogènes.
Bilan des études et des observations:

Le muscle a besoin de dioxygène et de nutriments pour produire de l’énergie.
La dégradation des nutriments glucidiques et lipidiques en présence de dioxygène est une réaction chimique appelée respiration.
L’ énergie produite est utilisée pour la contraction musculaire et dissipée sous forme de chaleur.
Lors d’un effort physique, le muscle a besoin d’un apport d’énergie plus important.
On voit également que le glucose et le glycogène sont les principaux nutriments consommés lors d’un sprint avec les réserves d'ATP et de créatine.
"Le glycogène est une source de glucose, et les triglycérides d’acides gras.
Glucose et acides gras sont des nutriments directement utilisables par les organes (production d’énergie au cours de la respiration).
Le cytoplasme des cellules musculaires est le siège de nombreuses réactions biochimiques dont les réactions de synthèse et de dégradation des molécules de glycogène."

Le glycogène est une source de glucose, et les triglycérides d’acides gras.
Glucose et acides gras sont des nutriments directement utilisables par les organes (production d’énergie au cours de la respiration).
Le cytoplasme des cellules musculaires est le siège de nombreuses réactions biochimiques dont les réactions de synthèse et de dégradation des molécules de glycogène.

Le glycogène est une source de glucose, et les triglycérides d’acides gras.
Glucose et acides gras sont des nutriments directement utilisables par les organes (production d’énergie au cours de la respiration).
Le cytoplasme des cellules musculaires est le siège de nombreuses réactions biochimiques dont les réactions de synthèse et de dégradation des molécules de glycogène.

Etude des réserves énergétiques de l'organisme estimée pour un homme de 70kg:
Lipides
Glucides
Triglycéryides des muscles
Triglycérides du tissu adipeux
300g
6 à 50,100.. kg
Glycogène hépatique (foie)
Glycogène musculaire
Glucose du milieu intérieur
80 à 90 g
300 à 350 g
10 à 15 g
Étude des différentes sources de glucose utilisés par l'organisme au cours d'un sprint
Effort phyique
Sprint
Source d'énergie utilisée (en g)
Glucose
Glycogène
Triglycérides
Acides gras
Proportion de chaque source en (%)
40
180
40
46,6
- Glucose : 13%
- Glycogène : 59%
- Triglycérides : 13%
- Acides gras : 15%
"Lorsque l’on fait un effort important, le corps consomme plus de nutriments que lorsqu’on fait un effort modéré.
Le type de nutriments va être choisi fonction du type d’activité pratiquée."
Bilan de la partie alimentation:

L’
alimentation
joue un rôle important sur la performance des sprinters. En effet, du fait qu'un sprint réalisé par un sprinter professionnel dure en moyenne
10 secondes
, il s’agit d’un effort physique intense et court.
Tout d'abord, l’
ATP
est un
acide aminé
libèré l’énergie sous l’effet d’
enzymes
, selon les besoins de l’organisme. Cependant, cet acide aminé est limité et se
consomme
au bout de
trois secondes.
Les muscles contiennent d' autres types de réserves :
la créatine phosphate
et le
glycogène.
La créatine phosphate est riche en énergie et
produit
de l’
ATP.
Du fait, qu’elle soit présente dans les
cellules musculaires
, un effort intense peut être prolongé pendant
15 secondes
. Le
glucose
est un nutriment
consommé
avant les lipides. La consommation d'acides gras pendant un 100 mètres est quasi
nulle
. On a remarqué qu’il y avait différentes sources de glucose, et celle qui est très consommée dans le sprint est l
e glycogène

qui en se scindant
produit
à son tour de l'
ATP
.

Le glycogène

est situé dans l
es cellules hépatiques et musculaires
(présence de granules à glycogène dans les cellules musculaires).
Ces types de production d’énergie se manifestent en
mode anaérobie
(sans apport d’oxygène).
Pour améliorer sa performance, le sprinter doit
manger
des
produits riches en glucose
(qui sera stocké sous forme de glycogène) avant son effort physique.
Les facteurs jouant un rôle dans la performance des sprinteurs

Aspects physiologiques

Le
sprint
(sur une distance de 100 mètres) fait intervenir essentiellement le
métabolisme anaérobie alactique
, autrement dit un
fonctionnement du muscle sans oxygène et ne produisant pas d'acide lactique
(responsable de la
fatigue
musculaire). Chez l'humain, l'
adénosine triphosphate (ATP) constitue la seule énergie utilisable par le muscle
. Lors d'efforts
intenses
et
brefs
, le muscle dégrade
directement l'ATP en adénosine diphosphate (ADP)
et phosphate inorganique. Les réserves d'ATP du muscle s'épuisent en
seulement 2 à 3 secondes
.
La
phosphocréatine
prend le relais pour
régénérer l'ATP
(réaction de Lohmann-Lehmann). La
phosphocréatine
est alors transformée en
créatine
et en
phosphate inorganique
. La régénération de l'ATP via la phosphocréatine s'épuise au bout de
10 secondes
, soit environ le temps d'un 100 mètres. Au-delà, le muscle passe à un métabolisme
anaérobie lactique
.
Cette synthèse de l'ATP via la phosphocréatine permet d'expliquer l'
ingestion de compléments alimentaires contenant de la créatine
(qui n'est pas du dopage)
par certains athlètes. Cette consommation augmente la
concentration de phosphocréatine
dans le muscle et prolonge ainsi la
régénération de l'ATP
, stimulant de fait la performance lors d'un effort
bref
et
intense
tel le sprint.

Influences extérieures

Conditions climatiques

Sur 100 mètres, les performances des athlètes dépendent fortement du
vent
, ainsi un record ne peut être accepté si le vent (favorable) a une vitesse inférieure ou égale à
2,0 m/s.
De la même manière, une course en altitude est simplifiée par la
plus faible densité de l'air
. Il n'y a cependant
pas de restriction
sur l'altitude en ce qui concerne l'
homologuation
des records. L'Association internationale des fédérations d'athlétisme (IAAF) estime que le record de Jim Hines à Mexico (2 240 m d'altitude) a été homologué avec un vent
favorable
de
1,5 m/s
.
C'est ainsi que
Carl Lewis
est entré dans la légende, considéré comme le
premier sprinter
à avoir effectué un 100 m
en moins de 10 secondes
, 9.99s (chronométrage électronique) dans les
basses altitudes
, lors des Jeux olympiques d'été de 1984 de Los Angeles (87 m d'altitude).

Piste et matériel

Le
vent
, la
piste d'athlétisme
comme l'
équipement personnel
du sprinter jouent des rôles essentiels dans la performance du sprinter. Ainsi, les chaussures avec des
pointes
améliorent l'
adhérence
du coureur et l'
effet ressort
des appuis en
limitant le temps de contact avec la piste
. Il existe des chaussures
adaptées
aux différents types d'appui (coureurs universels, pronateurs, supinateurs). La résistance au vent, l’
aérodynamisme
d’un vêtement permet le
gain de quelques centièmes de seconde
. Cela explique pourquoi les
sprinters portent des tenues proches du corps.
La piste d'athlétisme est généralement divisée de huit à neuf couloirs, délimités par des bandes blanches. La largeur réglementaire d'un couloir est de
1,22 m
.
Plusieurs pistes sont reconnues pour être plus "
rapides"
que d’autres. Ainsi, la piste barcelonaise qui accueillit les championnats d'Europe du 26 juillet au 1er juin 2010, fabriquée à partir d'une
surface synthétique
considérée comme la
"
plus rapide jamais développée"
. Le Nid d'oiseau de Pékin possède également une piste
très rapide
comme le Stade olympique de Rome.
Evolution de
Evolution des performances des sprinteurs :

Au cours du XIX siècle les performances des sprinters n’ont fait qu’augmenter comme on peut s’en rendre compte grâce aux temps des vainqueurs du 100 mètres à Mexico en 1968 et a ceux de Londres en 2012.

100 mètres homme Mexico 1968 100 mètre hommes Londres 2012

Jim Hines USA 9.9s Usain Bolt JAM 9.63s
Lennox Miller JAM 10s Yohan Blake JAM 9.75s
Charlie Greene USA 10s Justin Galtin USA 9.79s

Nous remarquons qu'en 44 ans, les temps des trois premiers sprinters a baissé de
24 centièmes
et dans une épreuve tel que le 100 mètres olympique, quelques centièmes font la différence entre une victoire ou non.
Tout cela nous parait difficile à croire et à comprendre mais n’oublions jamais qu’une performance dans n’importe quel domaine ce traduit également par une
évolution technologique
, l'apparition du chronométrage électronique dans ce cas. Le
chronomètre électronique
est beaucoup plus précis et n’existait alors pas à Mexico, les temps étaient à l’époque chronométrés au dixième de seconde près alors qu’à Londres ils le sont au centième de seconde près.

Améliorations
techniques

5
"Les évolutions technologiques, tel que le chronométrage électronique, ont permis aux sprinters de l'élite de réduire leurs temps."

Rappel
On voit bien que les performances des sprinters n'ont fait qu'augmenter. Les temps des vainqueurs des Jeux Olympiques ont diminué de plus d'
une seconde
en un siècle, ce qui est énorme.
Problématique:

Hormis les évolutions technologiques, quelles améliorations ont permis aux sprinters d'améliorer leur performance et quels facteurs jouent un rôle dans celle-ci?
Piste: L'évolution des morphologies
Ce document est un graphique « 100 mètres : des recordmen de plus en plus grands » paru dans Le Monde – Pékin 2008 du Samedi 16 Août 2008.
On peut constater que durant ces 30 dernières années il y a eu une augmentation d’environ
6 cm
de la
taille
des recordmen du 100 mètres. Les sprinters des années 60 étaient plus
petits
, ce qui ne leur permettait pas de faire de
grandes foulées
; leur centre de gravité était donc plus bas et ils avaient une
musculature moins importante
que les sprinters d’aujourd’hui car ils consacraient moins d’importance à leur renforcement musculaire comme l’illustre cette comparaison entre Jesse Owens sprinter de 1936 mesurant 1 mètre 78 pour 72 kg et Usain Bolt sprinteur de nos jours mesurant 1 mètre 96 pour 94 kg.
La
détente verticale
joue aussi un rôle important dans un sprint de nos jours ( longueur de foulée ), c’est la capacité à élever
verticalement
son centre de gravité uniquement à l'aide de ses muscles. La combinaison de la
détente

verticale
et du poids du sujet (notée h) permet d'avoir une estimation de sa puissance, d'après le tableau suivant:
Détente verticale D (en cm)

Performance au 100 mètres (dû à l'estimation de la longueur de la foulée
D<30
Faible
30<D<40 40<D<60 60<D<80 D>80
Moyenne
Bonne
Très bonne
Excellente
Les sprinters voudront donc améliorer leur détente, leur puissance, pour bénéficier d'une foulée plus longue (propulsion vers l'avant plus forte).
Améliorer la détente sèche (sur une plateforme) pour courir plus vite: il faut effectuer une
puissante extension
des hanches, genoux, chevilles suivie d'une
flexion rapide
des ces mêmes articulations; c'est exactement le mouvement des membres inférieurs lors d'un cycle de sprint.
Les chaussures à pointe que les sprinters portent pour mieux accrocher la piste.
Il faut des starting-blocks pour un départ explosif.
Les vêtements type stretch, près du corps, permettent de garder le corps au chaud, d'améliorer l'aérodynamisme, et d'évacuer la sueur rapidement.
Les vêtements
IV. Les vêtements
Conclusion
SOMMAIRE
Introduction
1. Historique
2. Génétique
I. La technique du cycle avant et le rôle des bras
II. Lalongueur de foulée optimale
III. Adaptations du système nerveux et force
3. Musculation
4. Alimentation
5. Améliorations techniques
IV. Les vêtements
V. Le dopage
Conclusion
Bibliographie
Il faut tout d’abord savoir qu' un vêtement sert à couvrir l’humain pour le
protéger
. Il doit remplir deux conditions :

-
sécurité


-
confort

Les principales caractéristiques d’un textile de sprinter professionnel

1) Le confort

Le sprinter doit avant tout être à l’aise dans ses vêtements qui ont de multiples caractéristiques :

- La
régulation thermique
(froid/chaud)

-
Respiration

-
Protection
face à l’environnement climatique

-
Léger
et agréable

2) Le type de textile

Pour pouvoir espérer battre des records, les sprinters doivent également avoir des textiles dans leurs vêtements qui par leurs propriétés diverses vont leur permettre de
meilleures conditions de course
.

Les textiles doivent répondre à des caractéristiques :

-
élasticité
et
compression

-
ergonomie
dans le vêtement

- surface
aéro/hydrodynamique

3) La sécurité

Les vêtements doivent également assurer un minimum de
sécurité
pour le
sprinter
en le protégeant face aux risques par exemple aux
chocs
, au feu, aux
chutes


3.2.2 Les propriétés des fibres dans les textiles

Pour pouvoir répondre à ces caractéristiques, nous allons étudier les structures de certaines fibres. Il existe principalement deux types de fibres, les fibres naturelles et les fibres synthétiques.
Les fibres naturelles ont des propriétés intéressantes mais elles sont trop limitées. Alors que les fibres synthétiques ouvrent de plus grandes portes. En effet, les fibres synthétiques sont composées de polymères avant le filage. Ainsi, les propriétés mécaniques, thermiques, ou encore physiques des fils textiles vont permettre d’améliorer la performance des sprinteurs. Les fibres vont permettre de créer plusieurs types de surfaces qui vont pouvoir être associé pour enfin fabriquée des structures composites complexes (surtout pour les combinaisons). Les caractéristiques de fibres dépendent des zones du corps.

3.2.2 Les propriétés des fibres dans les textiles

Pour pouvoir répondre à ces caractéristiques, nous allons étudier les structures de certaines fibres. Il existe principalement deux types de fibres, les fibres naturelles et les fibres synthétiques.
Les fibres naturelles ont des propriétés intéressantes mais elles sont trop limitées. Alors que les fibres synthétiques ouvrent de plus grandes portes. En effet, les fibres synthétiques sont composées de polymères avant le filage. Ainsi, les propriétés mécaniques, thermiques, ou encore physiques des fils textiles vont permettre d’améliorer la performance des sprinteurs. Les fibres vont permettre de créer plusieurs types de surfaces qui vont pouvoir être associé pour enfin fabriquée des structures composites complexes (surtout pour les combinaisons). Les caractéristiques de fibres dépendent des zones du corps.

Les propriétés des fibres dans les textiles

Pour pouvoir répondre à ces caractéristiques, nous allons étudier les
structures
de certaines
fibres
.
Il existe principalement
deux
types de fibres, les fibres
naturelles
et les fibres
synthétiques
.
Les fibres naturelles ont des propriétés
intéressantes
mais elles sont trop limitées. Alors que les fibres synthétiques ouvrent de plus grandes portes.
En effet, les fibres synthétiques sont composées de
polymères
avant le filage.
Ainsi, les
propriétés mécaniques
, thermiques, ou encore physiques des fils vont permettre d
’améliorer la performance des sprinters
. Les fibres vont permettre de créer plusieurs types de surfaces qui vont pouvoir être associées pour enfin fabriquer des structures
composites
complexes (surtout pour les combinaisons).
Les caractéristiques des fibres
dépendent des zones du corps.

Etude des caractéristiques de différentes fibres:

Type de fibre:
Caractéristiques:
Microfibres
Serré et léger
Fibres composées de canaux en surface
Bonne évacuation de la transpiration
Les fibres à canaux favorisent l’évacuation de l’humidité

Fibres creuses
Léger et isolation thermique par l'air
Fibres antibactériennes
Principe actif incorporé en masse : Ag, Cu, Zn…
Bonne réduction de la transpiration

Les traitements de surface permettent également d’optimiser les performances des textiles.
On appelle cela, les apprêts chimiques, les enductions.

Les
apprêts chimiques
sont des formulations de produits chimiques appliquées sur les tissus.
Et l’
enduction
est un traitement de surface qui consiste à appliquer un
revêtement
sur un support textile avec une préparation spéciale afin de lui donner de
multiples qualités
.

1) Les microfibres

Les
microfibres
sont des fibres très fines, de l’ordre de
10 micromètres
. De ce fait, elles sont très légères,
imperméables
et permettent d’
améliorer
la performance.

2) Les fibres avec des canaux en surfaces :

Les fibres contenant des canaux permettent avant tout une
bonne évacuation
de la sueur, de ce fait le vêtement assure un
transfert
vers l’extérieur, ce qui permet de ne pas courir dans un
textile humide
. La matière de départ est une
fibre synthétique
.

3) Les fibres creuses :

Les fibres creuses ont la première propriété d’emprisonner l’air, qui est un bon isolant, cela permet un
isolement thermique et une légèreté du vêtement.

4) Les fibres antibactériennes :

Elles sont très efficaces dans l’évacuation de la
transpiration
. Pour permettre cela, on injecte divers principes actifs comme des
sels d’argent
, un composé bactéricide dans des fibres de
polyester
.

Ces fibres ont des caractéristiques propres, qui aboutissent à un vêtement plus ou moins adapté au sprinteur.

Le
polypropylène
est une fibre très légère et qui est
hydrophobe
(elle rejette l’eau).

Caractéristiques du polypropylène :

Formule semi-développée du polypropylène : CH2 – CHCH3.
Sa densité est d=
0,91.
Séchage rapide (hydrophobe).


Photo d'une fibre de polypropylène:
Les fils
élasthannes
qui constituent principalement les textiles
stretch
très utilisés dans les vêtements des sprinters. Les textiles stretch
collent
à la peau et sont
agréables
à porter.
Il faut savoir que l’
élasthane
fait partie de la famille des
polyuréthanes
. C’est un
polymère
qui permet une forte
élasticité
. L’élasthane ne peut se travailler seul, c’ est pour cela que l'on va l’entourer d’autres matières comme du
polyamide
ou du
polyester
.

Fils élasthanne Textile Stretch
Polyuréthane linaire segmenté
Forte élasticité :
400% à 800%
Guipage avec fils synthétiques : protège l’
élasthanne
, limite l’élasticité et apporte
d’autres propriétés. Élasticité obtenue par tricot,
étirage
possible dans une seule direction à la fois.
Effet seconde peau
Allongement 20% supérieur
Meilleur
compression

Les fils
élasthanes
, qui constituent principalement les textiles stretch, sont très utilisés dans les
vêtements
des sprinters. Les textiles
stretch
collent à la peau et sont agréables à porter.
Il faut savoir que l’
élasthane
fait partie de la famille des
polyuréthanes
. C’est un polymère qui permet une forte élasticité.
L’élasthane ne peut se travailler seul, c’est pour cela que l'on va l’entourer d’autres matières comme du
polyamide
ou du
polyester
.

Etude des différences de propriétés entre l'élasthanne et le Stretch:

Fils élasthane Textile Stretch

Polyuréthane linaire segmenté Élasticité obtenue par tricot,
étirage possible dans une
Forte élasticité :
400% à 800%
seule direction à la fois.

Guipage avec fils synthétiques :
Effet seconde peau
protège l’élasthanne, limite l’élasticité Allongement
20%
supérieur
et apporte d’autres propriétés. Meilleur compression


Image de fil d’élasthane. L’élasthanne est une fibre synthétique élastique mise au point par la société américaine DuPont en 1959, dérivée du
polyuréthane
.






Image d’un short en
stretch
. Les textiles stretch collent bien à la peau et sont très agréables à porter, comme une
seconde peau.

Les propriétés des textiles sur la performance du sprinter:

Ces fibres ont des propriétés de compression de par leur
élasticité
.
La
compression musculaire est importante lors du sprint.
En effet, par l’accélération de la
circulation sanguine
elle permet une bonne
oxygénation
et cela induit le prolongement de l’effort.
Donc, elle aide le sportif à mieux récupérer.
Les chaussettes, jambières ou cuissards induisent un meilleur
maintien des muscles
, ce qui va impliquer une réduction des
vibrations musculaires
.
Cela évite également de possibles
microlésions
qui pourrait endommager les muscles.

Tableau représentant que les textiles permettent l’élasticité et la compression musculaire :

Compression musculaire.

Une accélération de la circulation sanguine induit :

Les toxines accumulées sont éliminées.

Les muscles sont mieux oxygénés se qui va entrainer un retardement d’émission d’acide lactique et cela évite les douleurs musculaires.

Il y a un maintien qui réduit les vibrations musculaires.
Il y a une limitation de la perte d’énergie et il y a la réduction de risques possibles de microlésions.


Ces textiles permettent aussi un confort
hygrothermique
(concerne le chaud et le froid et l’humidité).
Le sprinter comme tout être humain, va émettre de la
chaleur
et de l’humidité par transpiration.
La
compensation de la perte chaleur va être primordiale
pour que le sprinter améliore sa performance.
Pour cela, l’isolation ou encore la
régulation thermique
vont limiter ces pertes de chaleur. `
En revanche, trop optimiser l’isolation va induire une
surchauffe
du corps et il y aura un
excès de transpiration
. Les textiles imper-respirant et des matériaux thermorégulants vont permettre de réguler un bon équilibre.
Tableau représentant que les textiles qui assurent la gestion du chaud, du froid et de l’humidité :

Le confort hypothermique grâce aux matériaux en fonction des efforts menés et des conditions climatiques.

Le corps humain dégage beaucoup d’humidité.
Il y a une amélioration du confort grâce à une perte de chaleur.

L’isolation et la régulation thermique.

Ils limitent la perte de chaleur
L’excès d’isolation entraine une surchauffe du corps et la productionde transpiration.
Ils évacuent la chaleur par l’extérieure.

Matériaux imper-résistants et thermorégulants.


Conclusion de la partie vêtements:

Les textiles doivent avant tout assurer la sécurité et permettre au sprinteur d’être à l’aise.
La qualité du textile dépendra du type de fibres choisies.
Chaque fibre a des propriétés différentes, les vêtements de sprinteurs sont le plus souvent composés de textiles « stretch », le stretch est souvent qualifié « de seconde peau puisqu’il permet une amélioration de l’aérodynamisme et a une grande élasticité.
Cette élasticité est permise par les fils d’élasthane contenue dans le stretch qui ont jusqu’à 800% d’élasticité.
De plus, les textiles assurent l’élasticité mais aussi la compression musculaire et le chaud/froid et l’humidité.

TPE
La technologie

Depuis de longues années, grâce à une énorme concurrence des industriels pour vendre les meilleurs produits de meilleure qualité, nous avons des produits améliorant indirectement les performances et donc les records, comme par exemple les tenues des athlètes. Une avancée technologique fulgurante qui a permis aux coureurs d'être plus
aérodynamiques
.

De plus une nouvelle technologie, fait son apparition: les
caméras
.
Ces caméras permettent d'avoir une
extrême précision
pour obtenir des scores exactes, durant la course. En compétition, les caméras les plus performantes filment la ligne d’arrivée à plus de
2 000 images par seconde
, ce qui permet une précision au millième de seconde près. C'est la "
photo finish
". Il existe aussi 2 capteurs infrarouges qui donne le temps au centième près.

Le record du monde du 100 m est mesuré avec un équipement de ce genre est donne
3 chiffres significatifs
. Le
millième
de seconde n’est utilisé que pour départager les coureurs crédités du même temps. Mais dans un futur proche, pour que la devise olympique « plus vite, plus haut, plus fort… » soit respectée, une précision au
millième
près, voir au dix-millième près sera exigée afin de départager les athlètes d'un niveau presque égal. Hormis le fait de départager les sprinters lors de la
photo-finish
cette avancée technologique permet aussi aux sprinters de savoir le temps exact qu'ils font à l’entraînement et de
visualiser leur course
afin de l'améliorer.
Les boissons énergisantes:

De plus, il y a de plus en plus de boissons énergisantes présentes dans les manifestations sportives aujourd’hui comme le
powerade
, le
monster
. Ces boissons sont soi-disant dites pour le sport car elles ont certes des
effets bénéfiques
mais également des
effets négatifs
sur le corps humain. Un des principaux éléments contenus dans les boissons énergisantes est la taurine.
La
taurine
est un acide aminé fabriqué par le corps humain et principalement situé dans le foie, dans la bile. Il intervient donc dans le processus de digestion, mais aussi au niveau du cœur et dans certaines fonctions musculaires en améliorant l'élimination de certaines substances indésirables produites lors de l'effort.
La taurine est un
neurotransmetteur
, c'est-à-dire une substance qui favorise les transmissions entre les neurones. Cependant après un effort physique extrême, le corps ne produirait plus les quantités de taurine nécessaires pour assurer l’élimination des toxines, d’où l’usage de la taurine lors d’activité sportive.
La taurine agit aussi comme
régulateur
de l’activité
électrique
dans les muscles, le cœur, et le cerveau. Les sportifs l’utilisent pour éviter les crampes et les courbatures, elle permet de
stocker avantage de glucose
. Elle intervient dans les fonctions musculaires et cardiaques notamment en renforçant la contractilité cardiaque. Elle a un effet de
désintoxication
durant des efforts sportifs importants.

Mode de Fonctionnement:

Un
neurotransmetteur
agit au niveau des synapses. Les cellules nerveuses de notre organisme, c'est-à-dire les neurones, échangent des messages à l’aide des synapses. La
synapse
est la zone qui permet le lien entre deux neurones, c’est le lieu de la transmission du message s’acheminant d’une cellule à une autre. Le neurone possède une
dendrite
qui lui permet de capter l’information, et un axone qui lui va conduire le message nerveux sous la forme d’un signal électrique jusqu'à la
transmission au prochain neurone
. Au niveau de la synapse, le courant électrique est remplacé par des substances chimiques, les neurotransmetteurs. C’est là qu' intervient la
taurine
. Les neurotransmetteurs pénètrent la fente synaptique, et accèdent au second neurone, où elles vont recréer un message nerveux.

L'augmentation de ces performances par les avancées scientifiques

Le dopage

Le dopage est une technique qui consiste à dépasser les limites du corps humain. Ces pratiques sont strictement interdites pas les institutions sportives car elles sont considérées comme de la triche. Dans le cas du 100 mètre , la pratique la plus efficace sur l'organisme est : l’utilisation d’
amphétamines
, car elles agissent comme des stimulants, utilisés par les sportifs de
haut niveau.
Cependant les
amphétamines
sont considérées comme des drogues car elles entrainent des effets
psychiques
et des effets secondaires graves mais rares comme une atteinte cardiaque exposant à des malaises graves pouvant entraîner la
mort
.

Les
amphétamines
ont pour but d'ôter totalement de l'organisme tout signe de fatigue, de faim ou d'envie de dormir, permettant donc aux sportifs d'être en permanence au meilleur de leur niveau. A l’origine les amphétamines sont utilisées de façon
thérapeutique
pour traiter l'obésité, les problèmes de sommeil ou la dépression, mais de nos jours, elles ne sont plus utilisés dans ce cas là, les amphétamines sont devenues
totalement illégales
.
Pour simplifier, le fonctionnement des amphétamines sur le corps humain se déroule de la manière suivante : dans un état normal un humain sauf s'il est sous l'effet de la colère , de la peur, d'un danger ne peut utiliser que
80% des ses « réserves d'énergie »
malgré cela les 20 % restants appelées autonomes protégées , protégées car justement , ces 20% restants , censés être utilisés pour des situations extrêmes, peuvent être utilisés grâce aux amphétamines qui « lévent les seuils de protections et de sécurité du corps » de façon à utiliser
100% de son énergie
.
Conclusion



Pour conclure, nous pouvons constater qu'il y a eu une amélioration historique des performances des sprinters durant l'histoire, dû en partie aux améliorations techniques tels ques l'apparition du chronomètre électronique et de la photo-finish.
De plus, les méthodes d'entraînement se sont améliorés et la pratique de la musculation a permis aux sprinters de devenir plus puissants. Cependant, nous constatons que tout le monde ne peux pas sprinter aussi vite que les professionnels car des facteurs génétiques entrent également en compte avec la taille et les prédispositions génétiques à la course.
L'apparition de nouveaux vêtements et matériels ont également permis aux sprinters de battre des records car ils peuvent courir dans les meileures conditions possibles.
Bibliographie:

-Manuels de Physique-Chimie et de SVT de la 3ème à la Terminale

- Cours de Physiques-Chimie de la 3ème à la 1ère

Sitographie: http://www.volodalen.com/
http://www.ultimeathlete.com/courir-plus-vite/
http://tempsreel.nouvelobs.com/sport/20140117.OBS2841/usain-bolt-vous-livre-sa-recette-pour-courir-plus-vite-que-tout-le-monde.html
http://tpegblm.e-monsite.com/
http://tpesprinters.webnode.fr/
http://tpe-la-vitesse-maximale-de-l-homme.e-monsite.com/pages/les-conditions-du-sprint.html
http://www.wikihow.com/Sprint-Faster
http://www.livestrong.com/article/505066-how-to-be-a-fast-sprinter/
http://www.livestrong.com/article/103799-equipment-running-sprints/
http://jasonferruggia.com/hill-sprints-for-fat-loss/
http://www.brianmac.co.uk/articles/scni39a6.htm

Fin: le sprint final
Full transcript