La performance du patineur Ilia Malinine à la patinoire de Milan, il a laissé tout le monde sans voix. Si le premier week-end de course donnait leItalie médaille de bronze historique dans l’épreuve par équipe, les yeux du monde sont restés rivés sur le phénomène américain. Malinin n’a pas seulement montré sa marque de fabrique, le quadruple Axel (4 tours et demi, le saut le plus difficile jamais réalisé), mais il a également réalisé un saut périlleux arrière (saut périlleux), un déménagement interdit de 1976 à 2024.
Le patinage artistiquequi trouve ses racines dans l’Antiquité, allie la grâce du ballet aux acrobaties aériennes et aux tours sur glace. Les athlètes sur scène ces jours-ci aux Jeux olympiques d’hiver de Milan-Cortina tournent comme des toupies à des vitesses très élevées sans jamais perdre l’équilibre et ils n’ont pas de vertigesderrière leurs performances se cachent des années d’entraînement mais aussi des astuces qui font appel à la physique et à la biologie.
Le quadruple Axel et le backflip interdits depuis 50 ans
L’Axel interprété par Ilia Malinine lors de la finale de patinage par équipe, il est un concentré de talent, d’entraînement et de physique. Il s’agit d’un type de saut qui s’effectue directement à partir de la lame. En effet, les sauts de patinage artistique diffèrent dans la première partie, c’est-à-dire le pas avec lequel on se détache de la glace, tandis que les phases de vol et d’atterrissage ont toujours les mêmes caractéristiques. Dès que tu quittes le sol tu essaies d’en atteindre un position la plus « fermée » possible afin de maintenir la vitesse du saut et de pouvoir effectuer plus de virages. Vous serrez vos bras contre votre poitrine et gardez votre jambe gauche chevauchant la droite. L’atterrissage s’effectue sur le bord extérieur de la lame de la jambe droite, en glissant vers l’arrière.
Contrairement aux autres sauts qui démarrent en arrière, l’Axel démarre en avant. Cela oblige l’athlète à effectuer une rotation supplémentaire d’un demi-tour pour atterrir en arrière. Un Axel « quadruple » est donc en réalité un saut de 4,5 tours.
Pour réaliser un geste technique de ce niveau, le patineur doit sauter assez haut pour garantir la temps de vol nécessaire pour compléter les rotations et, en même temps, générer un vitesse de rotation très élevée. L’athlète doit posséder une excellente force musculaire explosive, mais doit également être léger et compact pour minimiser la résistance à l’inertie. Le secret mécanique réside dans la gestion du moment cinétique. Dès qu’il quitte la glace, Malinin rappelle ses jambes et ses bras à son corps en une fraction de seconde : en réduisant son « diamètre », la vitesse de rotation augmente. Aux États-Unis, on spécule que ce n’est qu’une question de temps avant que le grand saut ne soit franchi. quintupleune réalisation aux limites de la biomécanique humaine.
En plus de la complexité de l’Axel, Malinin – surnommé « Dieu Quad » ou le roi des quadruples – a remis en compétition un élément acrobatique interdit depuis près de cinquante ans : le saut périlleux arrièreou saut périlleux. Interprété pour la première fois par l’Américain Terry Kubicka en 1976, il fut interdit peu après par la fédération internationale (ISU) pour des raisons de sécurité (risques pour la nuque à l’atterrissage) et parce qu’il était considéré comme dénué de valeur technique en patinage artistique. En 2024, la règle a été supprimée, lui permettant de revenir sur la piste, après la dernière exécution en 1998.
La physique derrière le patinage sur glace : le moment cinétique
Lorsqu’un patineur se met à tourner comme une toupie, vous aurez sûrement remarqué que sa vitesse change en fonction de la position de ses bras. C’est ici qu’intervient la physique, et en particulier la principe de conservation du moment cinétique.
Le moment cinétiqueet (L) est une quantité vectorielle qui, en termes simples, « mesure » le potentiel de rotation d’un corps. Il se calcule avec cette formule : L = jeω. Où:
- Je (moment d’inertie) : représente la résistance du corps au changement de vitesse de rotation. Cela dépend de la répartition de la masse par rapport à l’axe de rotation : plus les bras et les jambes sont éloignés du corps (donc « larges »), plus le moment d’inertie est grand et plus la rotation est difficile.
- ω (vitesse angulaire) : c’est simplement la vitesse à laquelle le patineur tourne.
Puisque le moment cinétique doit rester constant, les deux grandeurs I et ω sont inversement proportionnelles. Quand le patineur ferme ses bras sur sa poitrineréduit son moment d’inertie. Pour compenser et maintenir L inchangé, la physique « force » la vitesse de rotation à augmenter.
Pourquoi les patineurs n’ont-ils pas le vertige ?
Normalement, notre solde est géré par système vestibulaire situé dansoreille interne. C’est ici que sont surveillées la position de la tête, sa vitesse et son orientation dans l’espace. Le labyrinthe vestibulaire est composé de trois canaux semi-circulaires qui perçoivent trois types de mouvements de rotation : hocher la tête (de haut en bas), secouer la tête (à droite et à gauche) et l’incliner sur le côté. A l’intérieur de ces canaux se trouve un liquide, leendolymphequi bouge en suivant les mouvements de la tête. L’endolymphe s’écoule vers une chambre recouverte de cellules sensorielles surmontées de « cils » microscopiques (les stéréocils). Lorsque le liquide les plie, ils envoient des signaux électriques au cerveau pour l’informer du mouvement. Le système est alors étroitement lié à la vue, permettant de coordonner l’équilibre et le regard.
Pourquoi notre tête tourne-t-elle ? Lorsque nous tournons puis nous arrêtons brusquement, l’endolymphe continue de se déplacer par inertie à l’intérieur des canaux, envoyant au cerveau le mauvais message : « tu tournes toujours ! ». Cela crée un conflit sensoriel entre les oreilles (qui entendent les mouvements) et les yeux (qui voient que nous sommes immobiles), provoquant des vertiges.
Les patineurs et les danseurs évitent cependant ce mécanisme de deux manières. Premièrement, des années de formation. Le cerveau des patineurs apprend à ignorer les signaux déroutants provenant de l’oreille interne. Des études scientifiques ont montré que les zones du cerveau qui gèrent ces signaux deviennent moins actives chez le sportif, créant ainsi une sorte de « filtre » contre les vertiges.
La deuxième méthode est la gestion du regard. LE danseurs ils l’utilisent « repérage ». Pendant que le corps tourne, la tête reste immobile le plus longtemps possible sur un point fixe, puis se retourne brusquement et retrouve immédiatement la même référence.
LE patineurscependant, ils tournent trop vite pour pouvoir utiliser cette technique avec 7/8 rotations et le record enregistré dans l’histoire de 342 tours par minute (RPM). Pour eux, le contrôle du nystagmus optocinétique. Pour comprendre ce mécanisme, pensez au moment où vous regardez le paysage défiler rapidement depuis la fenêtre d’un train. Les yeux se fixent sur un objet (un arbre, un poteau), le suivent jusqu’à ce qu’il disparaisse de la vue puis reviennent rapidement pour « accrocher » le suivant dans un mouvement rythmé et involontaire. Les patineurs entraînent leur cerveau à contrôler ce réflexe et dès qu’ils terminent la pirouette, ils forcent leur regard à fixer immédiatement un point fixe.