La foulée et les performances

La foulée

   La foulée désigne l'enjambée lors de la course à pied. Elle est composée de deux phases et regroupent quatre étapes différentes.

   La première phase est un appui au sol de l'un des pieds : Elle débute par la réception, généralement sur le talon, en avant du centre de gravité du coureur ; la réception amortit le choc entre le pied et le sol, l'amorti est en partie produit par la flexion du genou à laquelle s'oppose le quadriceps contracté.

   S'ensuit le soutien pendant lequel le pied est situé aux alentours de la verticale du centre de gravité du coureur ; le quadriceps continue de s'opposer à la flexion du genou, les abdominaux, le  muscle tenseur et l'abducteur de la jambe d'appui s'opposent à l'abaissement du bassin.

   L'appui se termine par une poussée, en arrière du centre de gravité du coureur ; elle est principalement due à la contraction concentrique du quadriceps. En sprint une partie de la puissance provient de la contraction des muscles du mollet (soléaire et gastrocnémien) qui se traduit par extension du pied.

   La seconde phase est la suspension au cours de laquelle aucun des pieds ne touche le sol. L'essentiel du mouvement de la jambe inférieure est passive et induite par celui de la jambe supérieure. À la fin de l'extension, la jambe avant atteint son extension maximale. C'est cette phase qui différencie la course de la marche, où le contact avec le sol doit être permanent.

   L’application de quelques grands principes liés à des lois physiques simples permettra de mieux répondre aux besoins de tous. Ces lois physiques sont extraites des travaux d’Isaac Newton qui à la fin du XVIII siècle a fait une synthèse de plusieurs phénomènes mécaniques et en a formulé trois lois fondamentales universelles liées au mouvement.

Les lois de Newton :

1ère loi : Le principe d’inertie : le principe d'inertie affirme que, « dans un référentiel terrestre tout corps qui est soumis à une force résultante nulle est immobile ou en mouvement rectiligne uniforme ».

Un sprinter en contact dans les starting-blocks ne pourra s’élancer que lorsque ses jambes exerceront une force sur ces derniers

2ème loi : Force et accélération : « L’accélération d’un corps est proportionnelle à la force qui la produit et suit la même direction que cette force ».

Par consequent, plus la force exercée par l’athlète sur les starting-blocks est forte et plus l’accélération mesurée en sortie de blocks sera grande. Une fois que l’athlète quitte le point d’application de la force (starting – blocks ou sol) rien ne peut plus venir agir pour accélérer le sujet.

3ème loi : Action Réaction : « Pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée ».

Le coureur qui applique une force sur le sol se voit renvoyer une force de réaction égale et opposée qui propulse le corps vers l’avant.

La vitesse

Comme on a pu le constater au travers les trois lois de Newton, la création de mouvement, d’accélération va se traduire sur la piste par la création d’une vitesse de déplacement qui s’exprime par la formule suivante :

Vitesse =

Sur une piste de course, cela se traduit par :

V = Fréquence x Amplitude

La fréquence est pour sa part égale à :

F =  =

Tcontact est la durée du contact avec le sol et Tenvol la durée de l’envol

L’amplitude est liée à la longueur de la foulée :

A = longueur de foulée (distance entre deux appuis) en mètre

La définition de la vitesse devient par conséquent :

V =

  Des études sur la foulée ont déjà montré que le temps de contact représente 40% du temps de la foulée pour 60% du temps d’envol. Pour donner un exemple concret cela signifie qu’un coureur qui réalise 10s au cent mètres et possède une foulée de 2,47 mètres d’amplitude aura dans sa phase de maintien de la vitesse un temps de contact au sol de l’ordre de 0,8/100 secondes pour un temps d’envol de 0,12/100 secondes. On constate donc que si l’on veut augmenter la vitesse il suffit d’optimiser le produit (fréquence x amplitude).  Le problème est bien entendu plus complexe car une augmentation de la fréquence entraîne une diminution de l’amplitude et inversement.  L’optimisation de ce rapport est en fonction des capacités de l’athlète et de ses prédispositions naturelles pour l’un ou l’autre des paramètres.

   La course à allure régulière peut être caractérisée par un cycle de jambes qui se répète à l’identique et est défini par l’intervalle de  temps  et  d’espace  séparant  deux  positions  successives identiques  tel  que  l’instant  de  pose  d’un  pied  jusqu’au  posé suivant  de  ce  même  pied.  Le  cycle  est  donc  caractérisé  par  sa longueur et sa durée et peut être lui-même décomposé en deux foulées  symétriques  droite  et  gauche  correspondant  au  passage de l’appui d’un pied sur l’autre. Ainsi, la foulée peut être définie par  la  mesure  sur  le  sol  de  la  distance  entre  deux  appuis successifs

   La foulée peut varier en amplitude (longueur) et en fréquence(répétition)  selon  les  allures  de  course  et  les  caractéristiques morphologiques  des  coureurs.

La fréquence :

Elle va en augmentant alors que le temps de contact au sol diminue. Certains coureurs obtiennent des fréquences de 5 pas par seconde. Le temps de contact au sol diminue avec la prise de vitesse. La fréquence passe de 2 à presque 5 pas à la seconde à vitesse maximale.

L’amplitude :

Pour les coureurs de 100 m l’amplitude des foulées croît très rapidement du départ au 30 m atteignant son maximum à la fin de la course bien qu'aux 50 mètres l'athlète doit déjà être à sa longueur de foulée optimale. La foulée se stabilise ensuite jusqu’au 80 - 90m après quoi elle augmente de nouveau. Cela dépend de la force élastique, de la technique de course et de l'élasticité musculaire.

Les performances

   Durant cette étude, il est intéressant de comparer les performances d’un athlète valide et celles d’’un athlète utilisant des prothèses.

Un coureur valide

   Usain Bolt est un athlète jamaïcain, spécialiste du sprint, sextuple champion olympique et quintuple champion du monde, détenteur de trois records du monde : 100 m (9 s 58), 200 m (19 s 19) et 4 × 100 m (36 s 84). Il est le premier athlète à avoir réussi à conserver ses titres olympiques du 100 m, du 200 m et du relais 4 × 100 m, de Pékin les 16, 20 et 22 août 2008, à Londres les 5, 9 et 11 août 2012, et le premier olympien à avoir remporté quatre médailles d'or individuelles et six en tout dans les épreuves de sprint en athlétisme. Il devient à ce titre l'un des plus grands sprinteurs de tous les temps, se qualifiant lui-même de « légende ». Usain Bolt est le coureur détenant le plus grand rapport (amplitude x fréquence) du Monde équivalent à 2,70 m (maximum).

Un coureur utilisant des prothèses

   Oscar Pistorius, est un athlète sud-africain amputé des deux tibias spécialisé dans le sprint. Il est le premier athlète amputé à concourir dans un championnat du monde pour les valides, et devient à l'occasion des mêmes mondiaux, le premier médaillé handisport.

Le 4 juillet 2012, il devient le premier athlète amputé à se qualifier aux épreuves d'athlétisme pour les Jeux olympiques. Il y fait sa première course le 4 août pour les séries du 400 mètres.

Il est surnommé The Blade Runner, en français « le coureur aux lames » et se déclare lui-même « La chose la plus rapide sans jambes »