Analyse biomécanique des nages

Chaque nage présente des particularités qui constituent la meilleure adaptation du moment aux exigences réglementaires (FINA). Afin de dégager ces spécificités, nous vous proposons de questionner chaque nage sous 5 aspects différents : • Équilibre • Cycle des bras • Mouvement des jambes • Coordinations • Respiration Nous choisissons de vous présenter les nages dans l’ordre chronologique de leur apparition (cf. historique des nages).
Brasse.

Equilibre.

Le nageur est à l’horizontal et sur le ventre. Il oscille selon un style ondulé appelé « tangage », comme un bateau dans la houle qui oscillerait d’avant en arrière. L’objectif de ce déséquilibre volontaire est de limiter les résistances en plongeant sous la surface de l’eau (cf. résistances).

Phases d'un cycle de bras.

  1. Extension des bras : les bras sont en extension et se fléchissent légèrement à l'approche de la prise d'appui. Les épaules descendent plus bas que les mains et les coudes. Cette phase est à effectuer doucement.
  2. Recherche d'appuis ou Prise d’eau : la prise d'appui débute à la fin de l'action propulsive des jambes par un balayage des bras vers l’extérieur. Au début de la godille externe les mains sont accolées et orientées vers le bas ; elles se tournent vers l'extérieur en approchant de la position d'appui, puis vers l'arrière et le dehors à la fin du balayage vers l'extérieur. Cette phase est à effectuer doucement
  3. Traction : balayage semi-circulaire des bras vers le bas et l'intérieur, puis vers le haut jusqu'à ce que les mains soient accolées sous le menton, coudes plaqués sur le buste. Les coudes se fléchissent pour atteindre 90° à la fin du balayage. Cette phase du mouvement des bras est la plus propulsive. C’est aussi celle qui se réalise avec un rythme élevé. L’accélération permettra de diminuer la flexion des hanches et ainsi de réduire les résistances (cf. résistances).
  4. Relâchement et retour des bras : le nageur déplace ses coudes vers le bas et l'intérieur ce qui permet le dégagement des épaules de l’eau ainsi qu’un changement de direction des bras vers l'intérieur et l'avant. Cette extension des bras se fait de manière profilée et accélérée : épaules hautes (grâce à l'appui sur l'eau) et en enroulement interne (pour plonger…), mains à plat sur la surface pour « glisser » suite à l’appui des jambes. L’objectif est de replacer le corps selon une position hydrodynamique.

Ciseaux de brasse.

  1. Retour sous-marin = « l’armé » : après l'action propulsive des bras, les jambes sont ramenées vers l'avant jusqu'aux fesses par une flexion importante des genoux et faible des hanches. Pour cela, les nageurs doivent soulever la tête et les épaules hors de l'eau. Les jambes doivent être profilées à l'intérieur de la ligne des hanches, pieds pointés vers l'arrière, les genoux légèrement écartés (largeur des hanches) = "Talons-Fesses". La vitesse de cette phase est faible.
  2. Prise d'appui : la surface interne des pieds et des jambes s’ouvre vers l'extérieur, et ce, jusqu'à ce que les pieds soient en dehors des hanches (dans le plan horizontal). Très importantes, les chevilles sont verrouillées en hyper flexion et en éversion et les genoux sont placés en flexion maximale et en rotation externe. A nouveau cette phase est à réaliser à vitesse faible.
  3. Fouetté et Soulèvement : au départ l'écartement des genoux et le verrouillage des pieds sont maintenus pour réaliser un balayage vers l’intérieur et vers l’arrière. La fin du fouetté se termine par le rapprochement complet des jambes en extension, puis des pieds (pointes tournées vers l’intérieur). Une légère ondulation des hanches accompagne ce deuxième temps. Le fouetté représente l’accélération la plus violente des 4 nages.
  4. Glisse : pendant la phase propulsive des bras, les jambes sont maintenues étendues et serrées.

Respiration.

Comme pour toutes les nages, l’inspiration se fait sur le temps mort et l’expiration sur le temps moteur. Le temps fort de l'expiration se place sur l'action motrice des bras. La tête passe par différentes positions afin d'assurer 1 respiration par cycle (Cf. règlement).

  • La tête est entre les bras (regard vers le bas) lors de l’extension des bras vers l'avant.
  • Quand les bras commencent la prise d’appui, elle se redresse pour couper la surface.
  • La tête se retrouve au plus haut au début du retour des bras.
  • Enfin, la tête et les épaules doivent rester hors de l'eau jusqu'à la fin du retour des jambes et le début du balayage vers l’extérieur ; ceci pour permettre le retour des bras en surface.

Coordination.

Il s’agit d’associer les actions des bras avec celles des jambes et de les coordonner dans le temps. On distingue habituellement 4 phases dans un cycle de brasse :

  1. La prise d’appui des bras correspond au temps mort des jambes.
  2. Le retour des jambes correspond au retour des bras.
  3. Le fouetté des jambes correspond au temps mort des bras.
  4. Le temps de glisse est variable selon la vitesse de nage.

3 types particuliers de synchronisation peuvent être employés selon l’allure de nage en brasse :

  • "Glissant" : existence d'un long intervalle entre la fin du ciseau et le début du mouvement de bras pendant lequel le nageur glisse. Il y a alors une forte décélération. Cette synchronisation correspond aux distances longues.
  • "Continu" : le mouvement de bras débute à la réunion des jambes. Il n’y a qu’une légère décélération pendant le balayage externe du bras. Cette synchronisation correspond aux distances moyennes.
  • "Chevauchement" : le mouvement de bras débute avant la fin du ciseau. Il n’y a donc pas de décélération mais un coût énergétique plus élevé, ce qui permet de maintenir cette synchronisation sur de courtes distances uniquement. 
Crawl.

Puisque le crawl n’est pas règlementé (Cf. règlement), on considérera cette nage comme la solution technique permettant de résoudre de manière optimale les contraintes biomécaniques.

Equilibre.

L’équilibre est horizontal et ventral. Le visage est immergé, la surface de l'eau arrivant en haut du front. Il faut à tout prix réduire les oscillations de lacet et de tangage qui ne sont pas souhaitées en crawl, car elles augmentent les résistances et créent des pertes de temps. A l’inverse, en crawl, nous cherchons à augmenter les oscillations de roulis, plus ou moins importantes selon la distance de nage (plus faible sur les distances courtes).

Cycle des bras.

Chez un nageur expert on retrouve 5 phases dans le cycle des bras :

  1. Entrée et étirement du bras : l'entrée de la main se fait en avant de l'épaule, parallèle à l'axe du corps, paume tournée vers l'extérieur, coude légèrement fléchi. Elle est suivie d'une extension du bras, paume vers le bas jusqu'à la fin de la phase propulsive du bras postérieur. L’objectif de cette phase est de réduire les résistances à l'avancement (grâce à l’effet bulbe). Elle permet aussi de ne pas perturber la seconde moitié de la propulsion du bras opposé.
  2. Recherche d'appuis ou Prise d’eau : la main va vers le bas et l’arrière. Le coude se fléchit progressivement jusqu'à ce qu'il se place au-dessus de la main afin d'orienter le bras et l'avant-bras vers l'arrière pour la prise d'appui. On cherche ici à placer les surfaces propulsives.
  3. Traction : quand la main approche le point le plus profond, le mouvement s'arrondit et continue légèrement vers l'intérieur. La flexion du coude à la fin du mouvement créer un bras de levier. La main passe sous le corps et s'oriente vers l'intérieur et le haut à la fin du mouvement.
  4. Poussée : la main s'oriente vers l'extérieur et le haut et jusqu'à ce qu'elle arrive au niveau de la cuisse.
  5. Sortie et retour aérien : la sortie de l’eau se produit quand la main croise la cuisse. Le retour aérien est :

    • Axé : avec une rotation interne de l'épaule (roulis)
    • Relâché : avec une flexion du coude, paumes de main vers l'intérieur (1ère moitié du retour).

Les mouvements des deux bras doivent être coordonnés entre eux pour être efficace, c’est à dire pour entretenir une vitesse constante. Cependant, il existe 3 sortes de coordinations des bras en crawl. Chacun d’elle est efficace, mais s’applique à une allure de nage bien définie.

  • "Semi-Rattrapé" : cette coordination implique l’arrêt du bras avant sous l’eau jusqu’à la moitié du retour du bras arrière. Il peut se réaliser sur les 2 bras (le plus souvent), ou sur un seul (on obtient alors une nage « boiteuse »). L’intérêt du semi-rattrapé est de diminuer les résistances par l’effet bulbe. Cette coordination concerne les distances longues.
  • "Opposition" : Il y a un relais entre les phases propulsives des 2 bras. C’est-à-dire que  le bras antérieur pénètre dans l'eau quand le bras postérieur est au milieu de la poussée. Cette coordination permet une continuité motrice parfaite. Elle concerne les distances moyennes.
  • "Superposition" : il y a chevauchement des phases propulsives des 2 bras du fait de la réduction de la phase d'étirement. Autrement dit, le début de la prise d’appui du bras droit se fait pendant la sortie du bras gauche. Cette coordination est la plus propulsive mais aussi la plus dépensière en énergie, elle concerne donc les distances courtes. A une exception près tout de même, puisque cette coordination associée à un battement 2 temps permet de nager sur des distances longues.

Battements.

Le battement est un balayage alternatif et diagonal des 2 jambes (amplitude » 60cm). Il comporte 2 mouvements principaux :

  • Battement vers le bas : flexion active de la hanche et passive du genou. La jambe à tendance à monter (sous l’effet de la pression de l'eau) tandis que la cuisse descend. Puis, extension active de la jambe vers le bas (Fouetté).
  • Battement vers le haut : extension active de la hanche et passive de la jambe (sous l’effet de la pression de l’eau là encore) vers la surface jusqu'à ce que le membre inférieur soit aligné avec le corps.

Le battement n’est pas le moteur principal du crawl. Le rôle de propulsion est accessoire. Bien au contraire, il sert avant tout à équilibrer le nageur. Pour être tout à fait précis, le battement permet une équilibration dans le plan :

  • Sagittal en diminuant les oscillations de Tangage.
  • Frontal (en diminuant les oscillations de Roulis).
  • Horizontal (en diminuant les oscillations de lacets).

Respiration.

Comme pour toutes les nages, l’inspiration se fait sur le temps mort et l’expiration sur le temps moteur. On réalise le temps fort de l’expiration à la fin de la poussée du bras, ce qui permet une fixation de la cage thoracique pendant les actions propulsives.

La rotation latérale de la tête se fait du côté du bras qui propulse, associée au roulis du corps, qui permet de dégager l’épaule du côté de la respiration. Il s’agit de tourner légèrement la tête : avec une rotation de faible amplitude, l’inspiration se fera sous la surface normale de l'eau, dans l'espace créé par la vague d’étrave. La bouche est orientée vers l'arrière et le haut.

L'augmentation de la fréquence respiratoire a 2 conséquences. Une première, positive. Inspirer plus souvent permet de mieux oxygéner le corps. Et une seconde négative. La sortie de la tête plus régulière augmente les résistances. La fréquence respiratoire variera donc en fonction de la distance et du moment de la course. De manière générale, la fréquence ventilatoire augmente avec la distance. Certaines parties de courses se font en apnée, comme le départ, l’arrivée, les sprints et les virages. Ensuite, un nageur respirera tous les 4 mouvements et plus sur des distances très courtes. Il respirera tous les 2 mouvements sur des distances moyennes et longues. On voit également des nageurs respirer à chaque mouvement. Cela arrive sur des distances longues juste avant et juste après les périodes d’apnées.

Une respiration unilatérale (2,4 ou 6 temps) conduit à une asymétrie de coordination - « nage boiteuse » - qui se caractérise par un appui prolongé avec le bras avant lors de l’inspiration (coordination semi-rattrapée) et par une coordination en opposition voir superposition sur l’(les) autre(s) appui(s). Cette forme de déplacement peut être assimilée à la nage rapide chez le poisson qui correspond aux comportements de fuite ou de chasse : la nage impulsionnelle (par opposition à la nage continue). Ce mode de déplacement intermittent (coup de queue puis glisse chez le poisson) se décompose en une phase d’accélération au cours de laquelle, grâce à l’apport d’un maximum de puissance des muscles, le corps est accéléré, et une phase de glisse au cours de laquelle le corps demeure fixe et rigide. Durant cette phase, le nageur en maintenant son bras en avant, diminue les résistances de vague (« Effet bulbe ») et profite ainsi « à plein » de l ‘effet propulsif de la 1ère phase.

Coordination.

Il existe 3 grandes formes de coordination "Bras-Jambes" en crawl.

  • Rythme 6 temps (6 battements/cycle) : à chaque battement correspond une phase du cycle de bras. Cette coordination facilite l'allongement vers l'avant.
  • Rythme 2 temps (2 battements/cycle) : à chaque battement correspond la traction puis la sortie du bras opposé. Pendant la prise d’appui, les jambes marquent un temps de suspension. Ce type de battement nécessite une bonne flottabilité. Il provoque également un raccourcissement de la phase d'étirement et de traction (donc diminution de la fréquence).

Il existe une variante à cette coordination : « 2 temps croisé ». Le croisement de la jambe située au-dessus du bras actif permet de compenser un manque de flottabilité des jambes.   Diminution du coût énergétique intéressant sur des distances longues

  • Rythme 4 temps : combinaison des coordinations 6 temps et 2 temps, avec 1 battement sur 1 bras du côté de la respiration (rythme 2 temps) + 3 battements sur l'autre bras (rythme 6 temps).
Dos.

Equilibre.

Le nageur est à l’horizontal et sur le dos bien entendu. Il cherche à augmenter les oscillations de roulis et diminuer le lacet, qui le fait zigzaguer, ainsi que le tangage.

Cycle des bras.

  1. Entrée dans l’eau : l'entrée de la main se fait dans l'axe de l'épaule (à 11h et 13h), paume de main tournée vers l'extérieur par le petit doigt. Il faut tendre le bras pour augmenter la longueur du trajet propulsif et maintenir le corps en surface pendant le retour aérien de l'autre bras.
  2. Recherche d'appuis ou Prise d’eau : la main s'oriente vers le bas et l'extérieur tandis que l'épaule s'engage : le bras s’enfonce de 40 à 60cm environ.
  3. Traction : il s’agit d’un mouvement semi-circulaire vers le haut et l'arrière. Quand la main passe au niveau du plexus, la flexion du coude est de 90°.
  4. Poussée : mouvement semi-circulaire vers le bas, l'arrière et l’intérieur jusqu'à ce que le bras soit étendu sous le niveau de la cuisse et la main tournée vers le fond. Le bout des doigts doit rester orienté vers le côté pendant tout le mouvement.
  5. Sortie et retour aérien : le retour s'effectue par un déplacement du bras vers l'avant et le haut (au-dessus de la tête), l'épaule passant sous le menton. La paume de main est orientée vers l'intérieur pendant la 1ère moitié du retour et vers l'extérieur après (changement à la verticale)

Coordination des bras en dos.

Seule la coordination en léger « semi-rattrapé » est efficace sur le dos. Selon Chollet (2001) ; par rapport au Crawl, les limites articulaires de l’épaule en position dorsale génèrent l’apparition d’une phase supplémentaire : le « dégagé ». Ce dernier est à l’origine du léger décalage persistant entre les 2 bras et ce quel que soit l’allure de nage ; ainsi, le dégagement de l’épaule et le retour aérien d’un bras débutent toujours avant la fin de la prise d’appui de l’autre bras.

Battements.

Comme en crawl, le battement est l’association de 2 mouvements principaux.

  • Le battement vers le haut débute quand le pied passe sous le niveau des fesses, par une flexion active de la hanche (mais limitée car le genou ne doit pas sortir de l'eau) et passive du genou (supérieur de 10° par rapport au crawl), ainsi qu'une hyper-flexion de la cheville (due à la pression de l'eau). Quand la cuisse passe au-dessus de la hanche, on réalise l’extension active de la jambe (fouetté) dans un mouvement diagonal vers le haut jusqu'à ce que les orteils coupent la surface.
  • Le battement vers le bas se fait par descente de la hanche comme par "rebond". La jambe est maintenue en extension jusqu'à ce qu'elle passe sous la ligne du corps.

Egalement comme en crawl, bien que les battements participent à la propulsion du nageur en dos, leur rôle principal est de l’équilibrer. Le battement vers le bas sert essentiellement à limiter le tangage. Le battement, en fixant le bassin, évitent aussi que le roulis ne se transmette au bas du corps. Il diminue le lacet : le battement oblique d'une jambe compense le balayage vers le bas et l'extérieur du bras opposé.

A l’inverse, c’est plutôt le battement ascendant qui est propulseur. Ce rôle est plus important qu'en crawl du fait de la coordination opposée et de la moindre efficacité propulsive des bras.

Respiration.

Malgré l'émersion quasi-permanente de leur visage, les nageurs de haut niveau contrôlent leur respiration en la synchronisant à leurs mouvements de bras.

Ainsi, sur des distances courtes (50m), on réalise 1 respiration par cycle de bras (mouvement du bras gauche et du bras droit). L’inspiration se fait alors sur la fin d'action motrice d'un bras, et l’expiration le reste du temps.

Sur des distances longues (200m), on inspire une fois par mouvement. L’inspiration se fait sur la fin d'action motrice d'un bras, et l’expiration sur le retour aérien de ce bras.

Coordination.

La coordination des mouvements en dos ne laisse pas beaucoup de possibilités. Le rythme 6 temps est le plus approprié, et le seul existant en compétition. Un battement ascendant est associé à chaque balayage du cycle des bras.

Papillon.

Equilibre.

Le nageur est à l’horizontal et sur le ventre et cherche à créer des ondulations. De fait, il n'existe pas de position fixe en papillon. Néanmoins, 3 moments importants peuvent être repérés :

  • Le corps du nageur doit être aussi à plat que possible pendant les phases les plus propulsives.
  • Lors de la recherche d'appui des bras, les hanches sont plus hautes que les épaules.
  • A l'inspiration, les épaules sont plus hautes que les hanches.

Phases d'un cycle de bras.

  1. Entrée et Etirement : l’entrée dans l'eau se fait dans l'axe des épaules, coudes légèrement fléchis, paumes de mains tournées vers l'extérieur.
  2. Recherche d'appuis ou Prise d’eau : l’extension du coude et le balayage de la main vers le dehors (et le bas) permettent aux mains de rester sensiblement à la même hauteur sous la surface de l'eau tandis que les épaules descendent d'autant plus que le nageur est souple.
  3. Traction : mouvement semi-circulaire vers le bas et l'intérieur permettant la remontée des épaules. Le but est d’arriver à une position "coude haut" sous le corps du nageur (la flexion du coude est d’autant plus faible que le nageur est expérimenté).
  4. Poussée : le balayage vers le haut et l’arrière s'accompagne d'une légère extension du coude, mains orientées vers l'arrière et le dehors.
  5. Sortie et Retour aérien : le retour commence avec les mains aux cuisses. Il démarre par un dégagé des coudes suivi des mains, pouces orientés vers le bas. Les bras, tendus où légèrement fléchis, effectuent un mouvement semi-circulaire vers le haut, le dehors et l'avant (mains orientées vers l'intérieur pendant la 1ère moitié du retour, et vers l'extérieur et le bas pendant la 2nde moitié du retour). L'abaissement de la tête ainsi que la progression des épaules vers le haut et l'avant permettent un retour relâché, juste au-dessus de la surface.

Cycle des jambes : le dauphin.

A la différence des nages alternées, le battement en papillon se prolonge au-delà du bassin. Ce battement s’appelle le dauphin. On parle d’ondulation uniquement lorsque le dauphin est intégré à la coordination générale de la nage.

C'est un mouvement en vague qui débute dans le bas du dos et se prolonge jusqu'aux pieds avec un battement ascendant et un battement descendant.

Suite au battement descendant, on observe un rebond suivi d'une extension active de la hanche. Le membre inférieur remonte tendu vers le haut (dû à la pression de l’eau) jusqu'au niveau des hanches. Le battement ascendant a donc un rôle d’équilibration.

Le battement descendant se fait par flexion active des hanches au moment où les pieds passent au-dessus du niveau du corps, accompagnée d'une flexion passive des genoux et d'une extension passive des chevilles (due à la pression de l’eau). Les pieds sont légèrement tournés vers l'intérieur tandis que les genoux s'écartent un peu puis se resserrent. Lors du 1er dauphin, le bassin remonte juste au-dessus de la surface ; lors du 2nd , il descend légèrement en dessous.

Respiration.

Les nageurs doivent commencer à relever la tête vers la surface dès la prise d’appui. Le visage doit émerger pendant la phase de poussée (le menton restant à fleur d'eau).

L'inspiration se fait de la fin de la poussée jusqu'à la 1ère moitié du retour ; Une flexion marquée de la tête (2ème moitié) anticipe la fin du retour des bras. A noter, qu’avec une inspiration latérale le nageur relèvera moins la tête.

L'expiration est synchronisée avec les actions propulsives des bras.

La fréquence respiratoire est associée à la distance à réaliser en papillon. Sur des distances longues (200m) on respire en général une fois par cycle de bras. Sur des distances courtes (100m), une respiration tous les 2 cycles suffit. Parfois les nageurs alternent : 2-1 ou 3-1. En sprint, il s’agit de respirer le moins souvent possible, voire pas du tout.

Coordination.

La coordination des bras avec les jambes en papillon se fait avec 2 ondulations par cycle de bras :

  • La phase descendante de la 1ère ondulation se fait dès l'entrée des mains dans l'eau.
  • La phase ascendante se fait pendant la traction.
  • La phase descendante de la 2ème ondulation se fait pendant la poussée des bras.  
  • La phase ascendante se fait pendant le retour aérien.