Parmi les disciplines en ski acrobatique, le saut acrobatique comporte une longue phase aérienne durant laquelle l’athlète effectue, à l’aide de mouvements techniques et complexes, une combinaison de saltos (rotation selon l’axe transversal) et de vrilles (rotation selon l’axe longitudinal du corps). Ce sport étant jugé, le résultat de la performance est attribué en fonction de l’esthétisme et du degré de difficulté associé à la complexité du mouvement. À l’heure actuelle, les meilleurs skieurs au monde sont en mesure de compléter cinq vrilles dans trois saltos arrière. Si les juges constatent que la vrille est créée au moment du contact avec la rampe (vrille de contact), ceux-ci accordent une pénalité au skieur. Ainsi, la vrille est habituellement créée une fois dans les airs, ce qui correspond à la vrille aérienne. Les techniques de vrilles aériennes constituent une série de mouvements asymétriques des bras et des hanches provoquant l’inclinaison du corps selon l’axe vertical. Ces techniques sont complexes et leurs limites demeurent inconnues. L’objectif de cette étude était d’investiguer, au moyen de la simulation numérique, le nombre maximal de vrilles pouvant être produit à l’aide de différentes techniques de vrille aérienne.

MÉTHODE

Un modèle de simulation numérique composé de six segments et de dix degrés de liberté répartis sur cinq articulations a été développé afin de représenter le corps d’un skieur. Le modèle a été personnalisé à l’anthropométrie d’un skieur de l’équipe nationale Suisse portant son équipement. Les densités des segments tête, mains et pieds ont été ajustées pour tenir compte des masses supplémentaires correspondant au casque, aux gants et aux bottes. Suite à la modélisation du skieur, le phénomène, c’est-à-dire le saut acrobatique, a été modélisé sous la forme d’équations appropriées pour le calcul numérique. Les équations du mouvement sont celles qui caractérisent le saut acrobatique et la simulation constitue l’intégration du système d’équations formé. Plusieurs séquences de mouvements asymétriques des bras et des hanches ont été créées afin de simuler les mouvements du corps dans l’espace, soit les rotations en salto et en vrille ainsi que l’inclinaison. Pour assurer le réalisme des mouvements, les gestuelles segmentaires créées respectaient différentes contraintes. La durée d’un mouvement de bras sur une amplitude de 180° était fixée à 0,3 seconde et celle d’une flexion latérale entre le tronc et les cuisses, à 0,2 seconde. De plus, à la fin des deux premiers saltos, les bras étaient ramenés en abduction sur les côtés pour marquer la séparation des trois phases de rotation en vrille. Aussi, la durée de la phase aérienne était imposée à 2,9 secondes, et la position finale définie par les angles d’inclinaison, de vrille et de salto devait présenter une différence maximale de 2° avec la position finale de référence assurant la réception. Un total de 10 mouvements simulés a été produit de manière à maximiser la rotation en vrille tout en respectant ces contraintes.

RÉSULTATS

Les 10 mouvements simulés comportent de 4 à 6 vrilles. Les mouvements comportant 5 et 6 vrilles sont ceux qui impliquent 3 mouvements asymétriques des bras sur une amplitude de 180° alors que les mouvements comportant 4 vrilles impliquent 2 mouvements des bras. L’inclinaison provoquée par l’asymétrie des bras permettant de faire 4 vrilles varient entre 8,7° et 9,9° selon les simulations, tandis que celle permettant de faire 5 et 6 vrilles atteint des valeurs entre 12,2° et 15,2°. Les séries de mouvements asymétriques permettaient non seulement de créer la vrille, mais aussi de réduire l’inclinaison du corps en fin de mouvement pour préparer la réception du saut.

DISCUSSION

Le but de l’étude était de déterminer le nombre maximal de vrille qu’il est possible d’effectuer dans un saut acrobatique comportant trois saltos arrière à l’aide de mouvements asymétriques des bras et des hanches. Les résultats de l’étude montrent qu’il est possible d’effectuer 4, 5 et 6 vrilles en fonction de la technique utilisée. Le maximum de vrilles est produit lors des simulations présentant la gestuelle la plus complexe, soit 3 mouvements asymétriques des bras d’une amplitude de 180°. La moitié des vrilles surviennent dans le deuxième salto étant donné que le premier vise davantage la maximisation de l’inclinaison et que le dernier inclut la réduction de l’inclinaison et de la vitesse de vrille avant la réception. La production de vrille est affectée par la masse de l’équipement puisque celle-ci influe sur le moment d’inertie du corps du skieur. Ainsi, plus les bottes et le casque sont lourds, moins les mouvements asymétriques des bras produisent d’inclinaison du corps et moins il y a de vrille. Dans l’optique de produire une septième vrille supplémentaire, des solutions peu envisageables seraient d’augmenter la masse des gants, ce qui nécessiterait davantage d’efforts à l’épaule, ou de diminuer le poids des bottes et du casque de 50%. La technique de vrille durant laquelle le skieur garde les bras au-dessus de la tête pendant le deuxième salto permettrait d’augmenter la vrille, mais ne permettrait pas d’atteindre 360° de rotation (une vrille), d’autant plus que cette configuration ralentirait la rotation en salto. Ainsi, il semble que 6 vrilles dans un triple salto soit une possibilité réaliste alors que 7 vrilles ne puissent jamais être effectuées.