Les Sauts

La technique du saut en hauteur, discipline olympique, a bien évolué au cours de l’histoire du sport. Après le « ciseau » que nous avons tous pratiqué à l’école, est venu pour les plus doués la technique du rouleau d’abord costal puis ventral et enfin le dorsal ou Fosbury du nom du champion olympique qui le pratiqua le premier et qui prouva par ailleurs qu’on peut franchir un obstacle en lui tournant le dos. Les records plafonnent depuis quelques années à 2,45 m. La progression a été due presque essentiellement à la sélection et à l’entrainement. Les sauteurs et sauteuses sont en général grands, avec des jambes plutôt longues. L’aménagement des aires de saut et des chaussures adaptées n’ont eu qu’une influence marginale sur cette progression.

Pour aller plus haut, on peut utiliser une échelle, un tremplin à ressorts ou un canon, mais ces instruments n’étant pas homologués par la Comité olympique les sauteurs se sont tournés vers la perche. Déjà utilisée dès le XVIII^e siècle sous forme de mâts ou de bâtons, ils servaient aux gymnases à rendre plus esthétiques leurs sauts dans de petites compétitions locales.

|Ces mâts étaient en bois, de frêne, de chêne ou de merisier dont la structure en fibre longitudinale dressée en couches cylindriques successives apportaient solidité et aussi une certaine flexibilité, surtout lorsque le bois n’était pas trop sec. C’est en 1892 qu’eurent lieu les premiers championnats en France qui portèrent le record à 2,41 m, quelques années après les premiers championnats américains. La structure en bois ressemble beaucoup à un composite naturel avec des fibres disposées en bandes cylindriques autour d’un cœur rigide, certaines espèces étant plus souples que d’autres.

C’est vers 1900 qu’apparurent les perches en bambou dont la structure fibreuse périphérique dans la coque externe apporte la souplesse alors que les cupules internes régulièrement espacées renforcent la solidité. Plus flexibles, les perches en bambou permettent de restituer en partie l’énergie cinétique apportée par la vitesse de la course horizontale du sauteur en la transformant en une impulsion dite catapulte qui peut le propulser verticalement en hauteur. C’est grâce à une perche en bambou de 4 m que le français Fernand Gonder devint champion olympique en 1906.||

Le bambou est à la fois un matériau solide et léger et les athlètes ont cherché à le remplacer par des tubes métalliques, l’acier, souple, mais dense fut délaissé au profit de l’aluminium dont on réussit à fabriquer des tubes en alliage Al/Cu suffisamment souples et légers pour remplacer le bambou. Cette rupture technologique arriva malheureusement en 1940 et durant quelques années le sport fut mis en sommeil, bien que des récits nous rapportent la réussite de quelques prisonniers de guerre franchissant les enceintes de barbelés grâce à des perches d’occasion.

Les records des sauts à la perche ont stagné jusqu’aux années 1960 où la Chimie ayant mis au point la fabrication de fibres de verre et de résines époxy conduisit à la réalisation de perches en matériau composite. Les résines époxydes comportent un monomère liquide auquel on ajoute un composé de réticulation qui solidifie le polymère. C’est par exemple de l’épichlorhydine auquel on ajoute un diol (cf. Éthylène glycol) ou du bisphénol A (cf. Bisphénol A). Les durcisseurs peuvent être des amines aliphatiques ou aromatiques. La résine époxy la plus connue est l’Araldite.

Pour faire une perche on part de bandes de tissu de verre fabriquées à partir de fibres de verre riches en silice (SiO₂, 54 %, cf. Silicium, en alumine (Al₂O₃, 15 %, cf. Alumine) et chaux (CaO, 20 %, cf. Chaux) : des couches cylindriques sont encollées les unes aux autres avec la résine époxy ou avec une colle de type polyester (cf. Acides phtaliques). Sont alors obtenus des tubes d’environ 30 mm de diamètre et de 4 à 6 m de longueur, légers, souples et solides. Le tissu de verre et les fibres de verre sollicités dans le sens longitudinal sont plus solides que l’acier grâce aux liaisons Si-O-Si-O-Si bien alignées à l’échelle atomique dans le sens de la fibre.

Le premier athlète qui utilisa une perche composite fibre de verre et polyester fut le champion olympique Frederick Hansen en 1964. La route était ouverte pour les hautes technologies puisque dès 1965 la fibre de carbone encore plus résistante vint renforcer les perches composites carbone-polyester ou carbone-époxy et les records s’envolèrent : plus de 50 cm furent gagnés en un an pour dépasser les 5,50m avec le français Thierry Vigneron et dépasser les 6 m avec l’ukrainien Sergueï Bubka.

Rappelons qu’il n’y a pas que la perche qui fasse appel à la Chimie, car si en-dessous de la barre à 3,50 m le bac de réception était en sable, au-delà les tapis et blocs de réceptions sont indispensables. Ils sont en mousse de polypropylène expansé (cf. Polypropylène) ou de polyuréthane (cf. Polyuréthanes) et également en mousse de latex microcellulaire (caoutchouc traité spécialement, (cf. Caoutchouc)) et en mousse de polymère croisillonnée pour recevoir sans dommage le sauteur qui tombe de près de deux étages.

Si les progrès technologiques ont permis la progression des records, n’oublions pas les paramètres complexes et humains de la performance : taille du sauteur, rigidité de la perche, vitesse horizontale initiale, vitesse verticale après impulsion, énergie cinétique de la translation, moment fléchissant positif au décollage, amplitude du renversement de jambes et du bassin au dessus des épaules. Les champions perchistes sont donc des acrobates scientifiques, mais avec un matériel sophistiqué.

Pensée du jour
«Plus haut, toujours plus haut telle est la devise de Renaud Lavillerie, champion olympique du saut à la perche.»

Sources
– http://en.wikipedia.org/wiki/High_jump
– P. Vaslin, M. Cid, Les facteurs de la performance en saut à la perche, Littérature scientifique
– R. Tripier, La chimie mène le sport vers les sommets
– http://fr.wikipedia.org/wiki/Saut_à_la_perche
– La chimie et le sport, EdP Sciences & L’Actualité Chimique Livres, Eds., 2011
– http://en.wikipedia.org/wiki/Pole_vault
– http://en.wikipedia.org/wiki/Men’s_pole_vault_world_record_progression

Pour en savoir plus 
– Éthylène glycol
– Acides phtaliques
– Alumine
– Chaux
– Polypropylène
– Polyuréthanes
– Caoutchouc
– Bisphénol A