Etude du saut à la perche

Optimisation des énergies 

Nous allons voir comment l’optimisation des énergies lors des phases du saut à la perche permettrait d’améliorer les performances des perchistes.

Lors de la course d’élan, le sauteur crée une énergie cinétique qui met en relation sa vitesse et sa masse. Elle se calcule ainsi :

  •  Ec = Energie cinétique

           m = masse du perchiste

            v = vitesse

            Ec = ½ m*v²

Ensuite, lorsque la perche est en contact avec le sol, l’énergie cinétique est convertie en énergie élastique (énergie que l’on obtient lorsque l’on comprime un ressort ou lorsque l’on étire un élastique) qui est maximale lors de la flexion maximale de la perche. Cette énergie est ensuite convertie en énergie potentielle de pesanteur lors de la propulsion dans l’air.

  • Ep = m*g*h

           g = accélération de la pesanteur = 9.8m/s²

           h = hauteur

           m = masse du perchiste

Si l’énergie cinétique accumulée dans la course d’élan est entièrement convertie en énergie potentielle de pesanteur, une courte déduction nous permet d’affirmer que la hauteur atteinte est maximale.

  • h (max) = ½ *v²/g

Supposons maintenant que 10 m/s soit la vitesse atteinte en pointe en bout de course. Ajoutez ça dans le calcul précédent et vous obtenez :

h (max) = 5 mètres

Seulement, le record du monde détenu par le Français Renaud Lavillenie est de 6.16 mètres ; c’est à dire 1.16 mètre de plus que la hauteur maximale calculée physiquement. 

  • En effet, un détail est à prendre en compte : nous calculons ici l’élévation maximale du centre de gravité. Pour un corps humain, il est situé au niveau du nombril, soit à environ 1,10 mètre du sol pour un homme comme Lavillenie. Ajoutez cela à 5 mètres (grâce à la technique du saut Fosbury*), voilà qui nous donne 6,10 mètres, quasiment le record du monde.

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*Saut en rouleau dorsal qui permet des performances plus importantes.

Le rôle de la perche

La perche est constituée de fibre de verre et de carbone pour une plus grande flexibilité.

La perche n’a qu’une seule fonction : stocker temporairement l’énergie et la restituer. En effet, lors de la phase de course, le perchiste constitue de l’énergie cinétique et la perche est dans son état « de repos ».

Une fois celle-ci engagée, elle fléchit et le perchiste ralentit. Si vous regardez un saut, vous pouvez constater qu’il existe un moment  où la perche est tordue au maximum, et le perchiste est presque essentiellement immobile. Il a cédé toute son énergie cinétique, et cette dernière est stockée dans la perche sous forme d’énergie potentielle élastique.

Enfin, l’énergie élastique est convertie en énergie de pesanteur lors de la propulsion du perchiste dans l’air.

On constate donc qu’au cours des différentes phases du saut à la perche, il y a transfert d’énergie : énergie cinétique –> énergie élastique –> énergie de pesanteur.

saut à la perche

Dans son saut à 6,16m, Renaud Lavillenie a probablement presque parfaitement converti son énergie cinétique en énergie potentielle de pesanteur.

Ainsi, le record du monde du saut à la perche est limité par la physique!

 Nous constatons donc que des calculs sur la course d’élan, la flexion de la perche et la position du corps au moment de passer la barre renseignent les sauteurs sur la partie du saut à améliorer.

Ci-jointe notre vidéo sur le saut à la perche :

Sources :

  • visio.univ-littoral.fr/revue-staps/pdf/196.pdf
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