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

Nous sommes à une époque où tout le monde joue au Pickleball, chaque maison joue au Pickleball. Les terrains de pickleball apparaissent partout, et de nombreux propriétaires de courts de tennis ont même fait faillite pour rénover leurs courts et passer à un nouveau type de sport . Aux États-Unis, le pickleball est également le sport qui connaît la croissance la plus rapide depuis quatre années consécutives.

Selon une association professionnelle, plus de 13,6 millions d'Américains jouent désormais au Pickleball, ce qui en fait le sport dont le nombre de nouveaux joueurs connaît la croissance la plus rapide. Les villes, écoles et clubs de pickleball surgissent partout, attirant des personnes de tous âges et de tous horizons.

Phil Hipol, ingénieur en dynamique structurelle avec une longue expérience dans l'industrie aérospatiale, n'est pas en reste dans l'épicentre frénétique de ce sport. Hipol a écrit un manuel sur les critères environnementaux dynamiques pour la NASA, et un autre manuel sur les vibrations et les chocs pour l'industrie.

Et lorsqu'il a commencé à jouer au Pickleball, il s'est soudainement rendu compte que ce sport avait 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 que crée le Pickleball. On dit que lorsque Hipol va au Pickleball, tout ce qu'il voit n'est pas la raquette et la balle, mais seulement des formules physiques.

L’un des principes fondamentaux de la physique qui régit le Pickleball est le mouvement de lancer, qui décrit la trajectoire d’un objet lorsqu’il se déplace dans l’air sous l’influence de la gravité. Lorsqu'une balle de pickleball est frappée par la raquette d'un joueur, elle suit une trajectoire courbe appelée arc parabolique, qui est essentiellement le même chemin que les objets volants comme les fusées.

L'angle et la vitesse auxquels la balle est frappée, combinés à la force de gravité, déterminent la forme et la hauteur de la trajectoire de la balle. Les joueurs peuvent contrôler la trajectoire de la balle en ajustant l’angle de la face de la raquette et la force du swing. « Il est important de pouvoir prédire le chemin ou 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 », a déclaré 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 que ceux qui veulent bien jouer au Pickleball ont également besoin de connaissances de base en mathématiques et en physique, et pas seulement de porter de beaux vêtements et d'acheter une bonne raquette pour bien jouer.

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

Les équations de Hipol montrent que le plus gros problème avec les vitesses de balle lentes au Pickleball n'est pas dû aux différences de raquettes, de balles, de matériaux ou de poids, mais à quelque chose de beaucoup plus fondamental. Les règles du pickleball exigent que vous serviez la balle plus bas que votre taille, ce qui dans la plupart des cas est plus bas que la hauteur du filet.

Selon cette règle, plus le Pickleball vole près du haut du filet, plus la vitesse qu'il atteint est élevée. Hipol a utilisé des formules pour calculer que la plupart des services de Pickleball n'atteignent généralement qu'une vitesse maximale de 64 km/h, au sommet du filet.

Mais si les joueurs utilisent la connaissance d’un phénomène appelé l’effet Magnus, ils peuvent augmenter la vitesse de leur service jusqu’à un maximum de 105 km/h. Le record de 95,56 km/h de Riley Casey pourrait donc théoriquement encore être battu, même par des 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.

En l'appliquant au service de Pickleball, Hipol dit qu'en faisant glisser la raquette sur la balle, en lui donnant un effet vers le haut dans une technique appelée « topspin », le joueur peut faire bouger l'air au-dessus du Pickleball plus rapidement, tandis que l'air en dessous se déplace plus lentement. En conséquence, ils créeront une force vers le bas, forçant la balle à descendre plus rapidement, tout en l'aidant à maintenir une vitesse élevée lorsqu'elle touche le sol.

Les joueurs de pickleball qui comprennent comment utiliser le topspin devraient soit améliorer davantage leur technique, soit choisir une raquette capable d'augmenter la quantité de topspin dans leurs coups. De plus, tous les joueurs devraient apprendre à utiliser le topspin pour ajouter de la variété à leurs coups et garder leurs adversaires dans l'expectative.

Maintenant, disons que vous avez un topspin parfait qui produit une vitesse de balle de 105 km/h, la question est : pouvez-vous frapper ce coup immédiatement ? Cela dépend du temps de vol de la balle, de la distance entre les deux joueurs et de la vitesse de réaction musculaire critique de l'humain.

Lors d'un service, la distance entre les deux joueurs se tenant en diagonale sur le terrain est généralement de 12 à 14 mètres. Un topspin propulsera la balle vers vous en 0,41 à 0,48 seconde. À titre de comparaison, les recherches montrent que les temps de réaction les plus rapides des humains pour des tâches simples se situent généralement entre 0,1 et 0,2 seconde. Ce chiffre est calculé pour les personnes en bonne santé, notamment les sportifs ou les jeunes bien entraînés.

Cependant, avec des réflexes complexes, par exemple lorsque nous devons faire la distinction entre 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, s'étendant jusqu'à environ 0,2 à 0,4 seconde. Heureusement, c'est encore le moment qui vous permet de bloquer le topspin parfait de votre adversaire.

En revanche, s'il ne s'agit pas d'un service mais d'un tir au filet, où la distance entre les deux joueurs est réduite à 5 mètres, vous devrez réagir dans les 0,17 secondes. Il s’agit d’un nombre qui se situe presque à la limite du temps de réaction conscient humain. Donc, si vous frappez un lift au filet, vous aurez presque certainement un point.

Tout nouveau joueur de Pickleball est surpris par une chose : son bruit, en particulier le son « pop » unique émis par la face de la raquette lorsqu'elle frappe la balle. Hipol a déclaré que le bruit pourrait atteindre jusqu'à 120 décibels (dB). À titre de comparaison, 120 dB correspondent à peu près au bruit d’un marteau frappant un clou ou à celui de la sirène d’une ambulance qui passe.

Mais comment le son peut-il être si fort ? Hipol a déclaré que dans ce cas, le bruit fort « n'était pas dû à la balle mais à la raquette ». La plupart des raquettes de pickleball ont une surface dure et le court temps de contact entre la raquette et la balle (environ 4 millisecondes seulement) la fait vibrer comme la peau d’un tambour.

Les fabricants de raquettes de pickleball, afin de réduire le poids et d'augmenter l'élasticité, ont fabriqué l'intérieur de la raquette en forme de nid d'abeille creux. C'est ce vide qui amplifie le son et les nids d'abeilles créent un son résonnant qui le pousse jusqu'à 120 dB.

C'est aussi pour cette raison qu'aux États-Unis, de nombreuses personnes vivant à proximité des terrains de Pickleball ont commencé à se plaindre de la pollution sonore de ce sport. Certains fabricants ont donc commencé à commercialiser des raquettes « silencieuses », qui, selon Hipol, pourraient contenir une substance mousseuse 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