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Sprint : pourquoi la vitesse de pointe du corps humain est-elle limitée ?

Crédits : Ludovic Péron / Wikipedia

Saviez-vous qu’un sprinter olympique est incapable d’aller plus vite qu’un simple chat domestique ? Une récente étude allemande a déterminé les caractéristiques corporelles intervenant dans les limites de la vitesse maximum au sprint.

Usain Bolt moins rapide qu’un chat

Le dimanche 1er août 2021 a eu lieu la finale du 100 m des Jeux olympiques de Tokyo. L’italien Lamont Marcell Jacobs a créé la surprise en remportant la médaille d’or avec un temps de 9,80 s, devançant l’Étasunien Fred Kerley (9,84) et le Canadien Andre de Grasse (9,89). Ainsi, le sprinteur transalpin n’a pas battu le record de détenu par l’indétrônable Jamaïcain Usain Bolt (9,58), vainqueur de l’épreuve reine en 2008, 2012 et 2016. Il faut dire que pour établir ce record, Usain Bolt avait atteint une vitesse de pointe de 43 km/h, soit légèrement moins que celle d’un chat domestique.

Autrement dit, face à des animaux sauvages comme les antilopes ou les guépards, les plus grands champions du sprint n’auraient aucune chance. À l’origine de cette affirmation, nous retrouvons le bio-mécanicien Michael Günther et son équipe de l’Université de Stuttgart (Allemagne), ayant focalisé leur intérêt sur ce qui détermine la vitesse de pointe d’une espèce. L’étude à paraître dans le Journal of Theoretical Biology le 21 août 2021 a défini les lois régissant les vitesses de course maximales au sein du règne animal.

100 m sprint usain bolt
Le Jamaïcain Usain Bolt est-il le roi éternel du sprint olympique ?
Crédits : Fernando Frazão/Wikipedia

Une limite physique

Dans leur étude, les chercheurs ont présenté un modèle complexe intégrant de nombreux facteurs. L’objectif ? Découvrir quels éléments du corps sont les plus à même d’optimiser la vitesse de course. Il s’agissait également de trouver une explication qui concernerait seulement les principes de la physique. Ainsi, les scientifiques ont construit un modèle rassemblant environ quarante paramètres différents. Ces derniers concernaient principalement la forme du corps, la balance des forces agissant sur ce même corps ainsi que la géométrie de la course.

Les chercheurs ont découvert que deux éléments limitent la vitesse maximale. Le premier n’est autre que la résistance dans l’air. Il s’agit de la force opposée agissant sur les jambes lorsque ces dernières entraînent le corps vers l’avant. Le second élément est l’inertie, relative à la résistance d’un objet lorsqu’il est question d’une accélération à partir d’une posture de repos. Or, l’inertie augmente avec la masse, ce qui n’est pas le cas de la résistance dans l’air.

Le fait est que lorsqu’un animal débute sa course, il faut à ce dernier un certain temps afin de pouvoir accélérer sa propre masse. Les meneurs de l’étude estiment que le poids idéal pour mieux maîtriser ces éléments est d’environ 50 kg, soit le poids moyen d’une antilope ou d’un guépard. En conclusion, les chercheurs indiquent que si à l’avenir, un sprinter bat l’incroyable record d’Usain Bolt, la marge sera extrêmement faible. De toute manière, de nombreux observateurs de cette épreuve estiment qu’il y a peu de chances que quelqu’un descende un jour sous la barre des 9,50 s.