Aux yeux des ingénieurs de la NASA, quels secrets intéressants recèle le pikleball ?

Nous sommes à un moment où tout le monde joue au pickleball. Les terrains de pickleball fleurissent partout, et même les propriétaires de courts de tennis ferment leurs portes pour rénover leurs courts et s'adapter à ce nouveau type de sport . Aux États-Unis, le pickleball est également devenu le sport qui connaît la croissance la plus rapide pour la quatrième année consécutive.

Selon une association professionnelle, plus de 13,6 millions d'Américains pratiquent désormais le pickleball, ce qui en fait le sport qui connaît la plus forte croissance parmi les nouveaux joueurs. Des villes, des écoles et des clubs de pickleball fleurissent un peu partout, attirant des personnes de tous âges et de tous horizons.

Non loin de l'épicentre de l'engouement pour ce sport se trouve Phil Hipol, ingénieur en dynamique des structures fort d'une longue expérience dans l'industrie aérospatiale. Hipol a rédigé un manuel sur les critères environnementaux dynamiques pour la NASA, ainsi qu'un autre sur les vibrations et les chocs pour l'industrie.

Lorsqu'il a commencé à jouer au pickleball, il a soudainement réalisé que ce sport présentait de nombreuses similitudes avec sa spécialité, de la cinématique de la balle à la texture de la surface de la raquette, en passant par les vibrations et le « pop » caractéristique du pickleball. On dit que lorsqu'Hipol se rend sur un terrain de pickleball, ce qu'il voit n'est pas la raquette et la balle, mais seulement des formules physiques qui l'entourent.

L'un des principes fondamentaux de la physique régissant le pickleball est le mouvement de lancer, qui décrit la trajectoire d'un objet se déplaçant dans l'air sous l'effet de la gravité. Lorsqu'une balle de pickleball est frappée par la raquette d'un joueur, elle suit une trajectoire courbe appelée arc parabolique, similaire à celle d'objets volants comme des fusées.

L'angle et la vitesse de frappe de la balle, combinés à la gravité, déterminent la forme et la hauteur de sa trajectoire. Les joueurs peuvent contrôler la trajectoire de la balle en ajustant l'angle de la face de la raquette et la force de leur swing. « Il est important de pouvoir prédire la trajectoire de la balle afin de mieux orienter sa raquette ou se positionner sur le court pour renvoyer la balle dans la direction souhaitée », explique Hipol.

Les connaissances en cinématique nous permettent d'aborder de nombreux aspects du mouvement du pickleball, tels que la vitesse, l'accélération, le déplacement et le temps de vol de la balle. De plus, la force d'impact de la raquette ou de la surface du court, ainsi que les effets aérodynamiques, doivent également être pris en compte.

Dans une série d'articles axés sur les Pickleballs, Hipol a développé des équations relatives au mouvement, à la vitesse, à la résistance de l'air et même à l'usure et à la durée de vie des balles.

Il a même écrit un manuel, Pickleball Science, pour expliquer les principes physiques du jeu et démontrer à ceux qui veulent bien jouer au Pickleball qu'ils ont également besoin de connaissances de base en mathématiques et en physique, pas seulement de porter de beaux vêtements, d'acheter une bonne raquette et d'aller sur le terrain pour bien jouer.

Alors que le service le plus rapide au tennis a atteint une vitesse de 263,4 km/h (record établi par l'athlète australien Sam Groth en 2012), le service le plus rapide au Pickleball n'a atteint que 95,56 km/h (établi par l'athlète américain Riley Casey en 2024).

Les équations de Hipol montrent que le principal problème des vitesses de balle lentes au pickleball n'est pas dû aux différences de raquettes, de balles, de matériaux ou de poids, mais à un problème bien plus fondamental. Les règles du pickleball exigent de servir la balle plus bas que la taille, ce qui signifie généralement plus bas que la hauteur du filet.

Selon cette règle, plus le pickleball vole près du haut du filet, plus sa vitesse sera élevée. Hipol a calculé, à partir de formules, que la plupart des services de pickleball atteignent généralement une vitesse maximale de 64 km/h, en haut du filet.

Mais si les joueurs utilisent la connaissance d'un phénomène appelé « effet Magnus », ils peuvent augmenter la vitesse de leur service jusqu'à un maximum de 105 km/h. Ainsi, le record de Riley Casey de 95,56 km/h est théoriquement encore à portée de main, même pour les joueurs amateurs.

L'effet Magnus doit son nom à Heinrich Gustav Magnus, un physicien allemand qui l'a étudié au XIXe siècle. Magnus a découvert que si un objet vole et tourne dans l'air, sa trajectoire et sa vitesse peuvent changer.

Appliquant cette technique au service de pickleball, Hipol explique qu'en faisant glisser la raquette sur la balle, lui donnant un effet ascendant grâce à une technique appelée « topspin », les joueurs peuvent accélérer le mouvement de l'air au-dessus de la balle, tandis que celui en dessous ralentit. Il en résulte une force descendante qui propulse la balle plus rapidement vers le sol, tout en lui permettant de maintenir une vitesse élevée à l'impact.

Les joueurs de pickleball qui maîtrisent l'effet lifté devraient améliorer leur technique ou choisir une raquette capable d'augmenter l'effet lifté de leurs coups. De plus, tous les joueurs devraient apprendre à utiliser l'effet lifté pour varier leurs coups et surprendre leurs adversaires.

Imaginons maintenant que vous obteniez un lift parfait produisant une vitesse de balle de 105 km/h. La question est de savoir si votre coup peut être gagnant en un coup. Cela dépend du temps de vol de la balle, de la distance entre les deux joueurs et de la vitesse de réaction musculaire critique.

Lors d'un service, la distance entre les deux joueurs placés en diagonale sur le terrain est généralement de 12 à 14 mètres. Un lift vous permet d'atteindre la balle en 0,41 à 0,48 seconde. À titre de comparaison, des études montrent que le temps de réaction humain le plus rapide pour des tâches simples se situe généralement entre 0,1 et 0,2 seconde. Ce temps est particulièrement adapté aux personnes en bonne santé, notamment aux athlètes et aux jeunes bien entraînés.

Cependant, lorsqu'il s'agit de réflexes complexes, comme lorsqu'il faut différencier plusieurs stimuli ou prendre des décisions, comme suivre la trajectoire de la balle ou choisir de frapper à gauche ou à droite, notre temps de réaction est souvent plus lent, atteignant environ 0,2 à 0,4 seconde. Heureusement, c'est encore le temps nécessaire pour bloquer un lift parfait de votre adversaire.

En revanche, s'il ne s'agit pas d'un service mais d'un coup au filet, où la distance entre les deux joueurs est réduite à 5 mètres, vous devrez réagir en 0,17 seconde. C'est quasiment la limite du temps de réaction conscient. Ainsi, si vous frappez un lift au filet, vous gagnerez presque certainement le point.

Tout nouveau joueur de pickleball sera surpris par une chose : son volume sonore, et plus précisément par le « pop » caractéristique de la raquette lorsqu'elle frappe la balle. Selon Hipol, ce son peut atteindre 120 décibels (dB). À titre de comparaison, 120 dB correspondent à peu près au volume sonore d'un marteau frappant un clou ou d'une sirène d'ambulance.

Mais comment le son peut-il être aussi fort ? Hipol explique que dans ce cas précis, le bruit « ne vient pas de la balle, mais de la raquette ». La plupart des raquettes de pickleball ont une surface dure, et le court contact entre la raquette et la balle – environ 4 millisecondes – la fait vibrer comme la peau d'un tambour.

Afin de réduire le poids et d'augmenter l'élasticité, les fabricants de raquettes de pickleball ont conçu l'intérieur de la raquette en nid d'abeille creux. Ce creux amplifie le son, et le nid d'abeille crée une résonance qui l'amplifie jusqu'à 120 dB.

C'est pourquoi, aux États-Unis, de nombreuses personnes vivant à proximité de terrains de pickleball se plaignent de la pollution sonore causée par ce sport. Certains fabricants ont donc commencé à commercialiser des raquettes « silencieuses », qui, selon Hipol, peuvent contenir une mousse à l'intérieur pour absorber une partie des ondes sonores.

Source : https://khoahocdoisong.vn/trong-mat-ky-su-nasa-pikleball-an-chua-bi-mat-ly-thu-nao-post1543963.html