Comment les STIM soutiennent les Jeux olympiques d'hiver
Parlons sciences et la Société royale du Canada se sont associés pour offrir aux lecteurs du Globe and Mail une couverture pertinente des enjeux qui nous concernent tous, de l'éducation à l'impact des avancées scientifiques. Cet article a d’abord été publié sur le site du Globe and Mail.
Vanessa Nelson est vice-présidente des relations externes, Johanna Busch est spécialiste de l'éducation, développement numérique, et Trevor Zaple est assistant au contenu Web, développement numérique, chez Parlons sciences.
Saviez-vous que lorsque vous regardez les Jeux olympiques d'hiver de 2022, vous observez la science en action ? Des surfaces sur lesquelles les athlètes s'affrontent aux équipements qu'ils utilisent, en passant par la préparation mentale et physique dont ils et elles ont besoin pour être à leur meilleur au jour J, la science est au cœur de chaque compétition !
Dans le cerveau des athlètes
Si l'on pense souvent à l'entraînement physique et aux compétences nécessaires pour obtenir des performances de pointe dans le sport, les athlètes de haut niveau nécessitent également un entraînement mental rigoureux pour atteindre la ligne d'arrivée et monter sur le podium.
L'utilisation de la visualisation en est un exemple. La visualisation d'une action aide les athlètes à établir des connexions neuronales dans leur cerveau, ce qui permet aux neurones de se déclencher plus rapidement et d'obtenir de meilleurs résultats. D’ailleurs, une étude a comparé les performances de skieurs et skieuses qui visualisaient au sommet de la pente, juste avant leur course à ceux et celles qui ne le faisaient pas. Les skieurs et skieuses qui visualisaient - s'imaginant dévaler le parcours avant de s'élancer - obtenaient de meilleurs temps.
Et qu'en est-il de la nervosité ? Avez-vous déjà ressenti de la nervosité ou de l'inquiétude avant une compétition, un examen ou un spectacle ? Les athlètes subissent également beaucoup de stress pendant les Jeux olympiques. Lorsque vous êtes stressé, l'hypothalamus de votre cerveau demande à votre corps de réagir. Les athlètes entraînent leur cerveau en utilisant des stratégies pour rester calmes et concentrés. Ils et elles y parviennent grâce au cortex préfrontal, qui est le centre de commande du cerveau. Le cortex préfrontal indique à l'hypothalamus qu’il n’y a pas de danger réel. Cela permet de réduire la réaction de stress de l'athlète.
Même les athlètes les plus coriaces peuvent faire face à des problèmes de santé mentale. Récemment, les athlètes ont commencé à s’exprimer plus ouvertement sur ce sujet. Tout comme le reste d'entre nous, les athlètes doivent s'assurer qu'ils et elles sont en bonne santé mentale et émotionnelle. Prendre soin d'eux et elles leur permet d'atteindre l'excellence.
La physique pour gagner
De nombreux sports d'hiver sont de formidables leçons de physique. Pensez à la force et à l'énergie nécessaires pour propulser un bobsleigh, ou à l'incroyable précision requise pour manœuvrer habilement un skeleton ou une luge sur une piste. Sans parler du ski alpin - un autre excellent exemple des lois physiques de Newton à l'œuvre !
Lorsque l’athlète se propulse au sommet d'une piste de slalom géant, il s'appuie sur la deuxième loi du mouvement de Newton , qui stipule qu'une force exercée sur un objet produit une accélération.
Une fois la barrière de départ franchie, d'autres lois de la physique entrent en jeu. Tout d'abord, la gravité prend le dessus et entraîne le skieur vers le bas de la piste à une incroyable vitesse ! Et pour minimiser la résistance de l'air - lorsque les molécules de gaz qui composent l'air ralentissent un objet en mouvement – l’athlète serre ses membres sur son corps pour être le plus aérodynamique possible. D'autres athlètes utilisent différentes techniques pour augmenter leur vitesse. Les surfeurs et surfeuses sur neige, par exemple, pompent les muscles de leurs jambes. Les patineuses et patineurs artistiques rentrent leurs bras lors d’une vrille pour accélérer la rotation, ou les écartent pour la ralentir.
Le saviez-vous ?
Votre corps utilise plus d'oxygène lorsque vous faites de l'exercice. Vos poumons doivent aspirer jusqu'à 15 fois plus d'oxygène qu'au repos pour soutenir l’effort physique.
Mesurez votre propre capacité pulmonaire avec cette activité pratique.
Ingénierie de la médaille d'or
Outre les grands exploits physiques des athlètes, ce sont également d'impressionnantes prouesses d'ingénierie qui rendent ces sports possibles. Dans le cas du saut à ski, les rampes doivent être parfaitement formées pour maximiser la capacité de lA’thlèteà prendre de la vitesse lors de sa descente sur la rampe, puis à s'élancer dans les airs. Certains envols peuvent atteindre jusqu'à 100 m de la base du saut ! De même, pour les épreuves de surf des neiges et de ski en demi-lune, la hauteur et l'angle de la piste ont un impact énorme sur la hauteur de saut potentielle des athlètes.
Et saviez-vous que la chimie permet aux athlètes de patiner sur la glace ? Nous sommes nombreux à savoir que l'eau est composée de deux molécules d'hydrogène et d'une molécule d'oxygène (H2O). L'extrémité hydrogène a une charge positive. L'extrémité oxygène a une charge négative. Les extrémités opposées attirent d'autres molécules d'eau et se fixent par des liaisons hydrogène. Lorsque l'eau est refroidie pour former de la glace, les molécules ralentissent et les liaisons hydrogène restent attachées, formant un réseau cristallin - ce qui rend la glace dure.
Mais comment les rondelles de hockey et les patins à glace glissent-ils sur cette surface dure ? Le réseau cristallin rigide ne se forme que sous la surface, laissant sur le dessus une fine couche d’eau semi-liquide qui agit comme un lubrifiant. Cette glace semi-congelée est parfaite pour faire glisser les objets !
Pour en apprendre davantage sur la science derrière les patinoires.
La science de la victoire
Si les médailles d'or sont le résultat d'un travail acharné, d'entraînement et de dévouement, elles dépendent également de la compréhension de plusieurs domaines des sciences. Qu'il s'agisse de la capacité physique et de l'endurance mentale de l’athlète, des conditions de la patinoire, de la pente ou de la piste sur laquelle il ou elle se trouve, ou encore du choix de son équipement, la science joue un rôle clé dans de nombreux aspects du rêve olympique. Alors, la prochaine fois que vous vous demanderez comment ce saut de patinage artistique semble aussi facile à exécuter, ou comment une athlète de skeleton puisse sembler aussi calme, pensez à la science dans les coulisses.
Pour en savoir plus
Quelle est votre vitesse de réaction?
Les athlètes olympiques ont besoin de réflexes ultra-rapides pour exceller dans leur sport. Testez votre propre temps de réaction avec cette activité pratique de Parlons sciences.
Cette liste de vidéos présente plusieurs capsules de l’émission Découvertes de Radio-Canada présentant les principes scientifiques derrière des sports d’hiver des jeux olympiques.
Science au service des athlètes
Cette page d’information de l’Institut national du sport du Québec présente les différentes façons dont la science et la technologie sont utilisées pour améliorer les performances des athlètes.