Aspiration (physique)

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Peloton du Tour de France mettant en pratique l'aspiration

L’aspiration est un phénomène physique qui consiste à se placer derrière un solide lors d’un déplacement (en général à une vitesse élevée) pour diminuer sa propre résistance aux fluides présent dans l’environnement. Cette technique est fréquemment utilisée en course dans différentes disciplines sportives. Ce phénomène peut être assez significatif pour les grandes vitesses où l’énergie moyenne nécessaire pour maintenir une certaine vitesse va diminuer ou pour un ensemble de solide en mouvement où la traînée générale du groupe va diminuer.

L'aspiration en sport

Cyclisme

Peloton du Tour de France

Ce phénomène y joue un rôle très important au point d'avoir une expression spécifique : « Faire l'aspi ». Il existe trois formations pour diminuer les forces de résistance de l’air :

• le peloton avec laquelle les efforts les plus importants sont partagés entre plusieurs coureurs placés en tête. Le peloton est pratiqué par des coureurs roulant à vitesse modérée. On observe d'ailleurs souvent que des coureurs « échappés » du peloton, sont rattrapés en fin de course, car à vitesse égale, ils doivent fournir davantage d'efforts.
• la file indienne avec laquelle chaque coureur est profite d'une «aspiration» générée par le précédent, à l'exception du premier qui doit fournir le plus d’effort. La file indienne est observée quand les coureurs roulent vite, par exemple en fin d'étape de course.

Le tourniquet belge

• le « tourniquet belge » (Belgischer Kreisel) réunissant un nombre réduit de coureurs qui occupent successivement la tête du groupe pour partager les efforts. Cette formation permet de réaliser des vitesses record. Elle est mise en œuvre dans les courses par équipe. Elle suppose plusieurs conditions :
  • un terrain plat, car en montagne la vitesse est réduite et l'effet d'aspiration minime ;
  • une très bonne entente entre les coureurs ;
  • des coureurs de niveaux techniques comparables ; pour conserver l'homogénéité du groupe, les coureurs les plus en forme restent un peu plus longtemps en tête et ceux plus fatigués restent moins longtemps.

L’aspiration constitue alors un choix très stratégique, puisque les efforts peuvent être partagés de manière coopérative en changeant le meneur à tour de rôle ou alors elle peut s’effectuer de manière individuelle par laquelle un coureur va tenter de rester derrière un autre de manière rapprochée (ce qui demandera à ce dernier plus d’énergie ou de carburant dans une course automobile) pour effectuer finalement une poussée décisive à la ligne d’arrivée.

Des épreuves cycliste, notamment celles du triathlon, tiennent compte de l'effet d'aspiration dans leur règlement, en l'interdisant ou le réglementant^[1].

Cycliste sur piste

Une course de Keirin.

Plusieurs type de compétitions utilisent activement l'aspiration :

• le keirin : les cyclistes restent derrière un derny, une moto ou un tandem jusqu'à atteindre 50 km/h, à 600 mètres de l'arrivée, ou commence le sprint final ;
• le demi-fond : courses sur piste, de une heure, ou 25 kilomètres ou 30 kilomètres, où chaque cycliste roule derrière son entraîneur à moto ou derny, appelé aussi stayer.

Course à pied

Quand les coureurs sont regroupés, ceux à l'arrière bénéficient d'une aspiration générée par les premiers. Cela peut être la tactique habituelle, où un coureur reste dans le groupe en comptant faire son effort et gagner sur la fin de course. Mais cela peut être aussi une tactique coopérative où un coureur fait la course en tête (on parle de lièvre) pour permettre à un coureur allié de battre un record.

Formule 1

En Formule 1, l'aspiration est souvent utilisée. Une voiture se positionne juste derrière la voiture précédente en bénéficiant de l'aspiration. Cela lui donne un surcroit de puissance qui lui facilite le dépassement dans une ligne droite. Le pilote peut aussi chercher à dépasser lors du freinage en virage. Cette technique est cependant dangereuse car les deux voitures qui roulent très vite doivent être très proches. Cela ne laisse aucune marge de manoeuvre en cas de freinage de la première voiture ou d'événement impromptu tel qu'une variation importante de l'écoulement de l'air.

Daytona 500 en 2004

Courses de voitures de type NASCAR

Aux États-Unis, ces courses rassemblent des voitures très puissantes sur des circuits très rapides, souvent des anneaux de vitesse. Il a été démontré que deux voitures (ou davantage) roulant l'une derrière l'autre atteignent une plus grande vitesse qu'une voiture isolée. En effet, la voiture suiveuse bénéficie de l'aspiration. Mais elle exerce aussi une pression de l'air vers la voiture de tête qui en bénéficie^[2].

Ce phénomène a été découvert lors de l'édition 1959 de la course des 500 miles d'Indianapolis.

Camions en convoi

Dans les pays anglo-saxons, le phénomène d'aspiration est utilisé par les camions à 18 roues roulant en convoi en se suivant de près^[3]. Rouler avec un écart de 30 mètres fait économiser 11% du carburant. Rouler avec un écart de 3 mètres fait économiser 39%^[4]. Cette technique est très dangereuse du fait de la faible distance entre les véhicules. En Europe, elle est interdite car les véhicules doivent respecter une distance de sécurité.

L'aspiration présente aussi le défaut de faire chauffer le moteur du véhicule suiveur, car il fonctionne dans un air déjà réchauffé par le véhicule qui le précède.

Autres sports

L'aspiration est aussi utilisée en patinage de vitesse et ski de fond.

On observe aussi des recherches d'aspiration en natation pour les compétitions en eaux libres dans lesquelles les concurrents ne sont pas séparés dans des couloirs.

Oies du Canada en formation en V

L’aspiration dans la nature

Les formations serrées de certains oiseaux tels que les cormorans exploitent l'effet d'aspiration. Pour les oiseaux migrateurs tels que les oies qui volent en formation en V, l'intérêt de la formation est d’améliorer l’aérodynamisme du groupe. Mais l'intérêt est aussi que chaque oiseau (sauf celui de tête) bénéficie d'une légère amélioration de portance due au tourbillon marginal généré par l'oiseau précédent dans la formation^[5].

Notes

Liens externes

• (fr) Technique pour rouler en groupe à vélo
• (en) Site de Mark Martin (Explication détaillée de l’aspiration dans les championnats de la NASCAR)

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