Brevet FR3006901A1 — publié le 20141219

-1- La présente invention concerne une machine destinée à l'entraînement sportif dans la discipline de la natation. Les trois fonctions principales de cette machine sont le calcul de la force et de la puissance des nageurs en milieu réel, le travail en résistance et le travail en survitesse. La machine fait appel à un capteur de force, un compteur de vitesse et un moteur alimenté par batteries. Jusqu'à présent, les techniques utilisées pour travailler la résistance en natation consistait à lester le nageur. Des ceintures de plomb ou des parachutes aquatiques se remplissant d'eau à l'avancement étaient et sont toujours principalement utilisés. Ils offrent une résistance importante mais qui reste non quantifiable en termes de charge. Le fait de s'entraîner en nageant avec un t-shirt ou un short se remplissant d'eau, favorise également le frein à l'avancement. D'autres techniques comme l'immobilisation des jambes avec des objets en mousse ou élastique, obligent l'athlète à produire d'avantage d'énergie pour avancer. Toutes ces techniques permettent bien entendu de travailler la force et 15 la résistance mais sans vraiment pouvoir quantifier la charge tractée et savoir si celle-ci est adaptée au sujet entraîné. Pour le travail en survitesse, des élastiques sont utilisés. C'est la principale technique pour faire travailler les athlètes à des vitesses supérieure à leur vitesse maximale. Les plus grands élastiques permettent de travailler sur une distance de 20 25 mètres. La technique consiste à mettre en tension un élastique au bout duquel un nageur est harnaché. L'autre partie est accrochée au bord de la piscine ou est tenu par un autre athlète hors de l'eau. Le nageur s'élance jusqu'à ce que la tension de l'élastique soit quasi maximale, puis fait demi-tour et revient vers son point de départ en nageant le plus vite possible. Le relâchement de la tension de 25 l'élastique permet au nageur d'être ramené à une vitesse importante mais qui reste non quantifiable et surtout dégressive. C'est actuellement la seule technique permettant le travail en survitesse. Rappelons que l'habileté à accélérer efficacement et à atteindre une vélocité maximale de nage est essentielle au succès des athlètes. Les déterminants de ces habiletés sont 30 physiques, métaboliques mais aussi neurologiques (coordination et synchronisme). Il est prouvé que l'entraînement à des vitesses supra maximales engendre des adaptations positives du système neuromusculaire. A l'heure actuelle, il n'existe pas de dispositif pour calculer la force des nageurs dans l'eau. Des appareils de musculation permettent de quantifier la 35 puissance des athlètes mais en dehors de leur élément et uniquement sur la force des bras. Le dispositif selon l'invention permet d'améliorer la qualité de l'entraînement en résistance et en survitesse. Dorénavant, il permet également de connaître la force développé d'un athlète et donc sa puissance dans une nage précise ou encore sur un simple travail de battements ou d'ondulations. Description : Le nageur est harnaché par la taille à l'aide d'une ceinture. Il est relié à une corde. Cette corde est enroulée autour d'une roue motrice placée 5 dans une machine en bord de piscine. Trois modes de fonctionnement sont possibles lors du trajet allé. Le premier : l'athlète nage sans aucune résistance et déroule simplement le câble pour rejoindre le bout du bassin de natation. Le déroulement de la corde permet ainsi de calculer la vitesse de déplacement du nageur (Vitesse en 10 mètres/secondes) à l'instant T grâce à un compteur de vitesse. Le deuxième : le nageur travaille en résistance par l'action d'un frein sur la roue motrice. Ce frein puissant permet de ralentir l'avancement du nageur de manière précise. La charge de travail est quantifiable car la force de traction est directement reliée à un capteur de force qui affiche la force instantanée 15 développé (en Newtons). Le calibrage de la résistance souhaité s'entend de 0 à 300 Newtons. Le troisième : le nageur peut effectuer un test de force et de puissance instantanée. Il effectue une distance précise, 10 ou 15m à vitesse maximale. A l'issue de cette distance, il est stoppé dans son effort par le frein, sur un intervalle 20 très court. Il crée alors une force de traction instantanée en Newtons. Dès lors que le nageur passe sous la vitesse de 0,01m/s le frein est relâché et l'athlète peut stopper son effort. Grace aux données de force et de vitesse nous pouvons établir la force maximale développée en newton et donc la puissance maximale développée en watts. Puissance (watts) = Force (Newtons) x Vitesse (m/s). Nous 25 pouvons maintenant quantifier la Force développé d'un athlète et donc sa puissance dans une nage précise ou encore sur un simple travail de battements ou d'ondulations. Lors du trajet retour, le nageur va pouvoir être remorqué à la vitesse souhaité. Il va ainsi pouvoir travailler en survitesse. Possibilité de tracter l'athlète 30 sur 25 ou 50m jusqu'à 3 m/s grâce à la puissance du moteur 1000 watts intégré à la roue. Vitesse supra maximale pouvant amener un sprinter de haut niveau sur des bases de 17 secondes au 50 mètres Nage Libre. Possibilité de calibrer la vitesse de retour au dixième près. Travail dans toutes les nages et tous les éducatifs. En battements ou ondulations subaquatique. Travail de placement : 35 position de coulée, corps statique, remorquage à grande vitesse. Détermination de la meilleure position afin de générer le moins de feins à l'avancement possible. Possibilité de travail en « drafting » / inspiration. Travail en groupe (2 ou 3 athlètes). Remorquage à vitesse donnée d'un nageur. Le ou les nageurs non harnaché (s) s'élancent juste à côté de celui-ci, idéalement positionnés dans la - 3 - vague que ce dernier génère. Le remorquage peut être progressif, constant, interrompu à mi-course, uniquement pour lancer les coéquipiers sur des bases élevées. De nombreuses configurations sont possibles. L'utilisation d'un hydrospeed », (créateur de vague) peut également être envisagée. s Cette machine offre des données qui n'était jusqu'à présent pas exploitées par les entraîneurs et les fédérations. De par les données de force et de vitesse, il est maintenant possible d'obtenir les dépenses énergétiques sur une distance donnée. Energie en kcal ou Id. Energie = Force x Vitesse. Les valeurs maximales de vitesse propre à chaque athlète (qu'il est dorénavant 10 possible de calculer) nous renseignent sur la force et la puissance développées pour les atteindre. Il devient alors possible de connaître la force et la puissance manquante par individu pour arriver à un objectif donné de temps ou de vitesse supérieur à son potentiel actuel. Les dessins annexés illustrent l'invention : 15 La figure 1 représente en coupe, le dispositif de l'invention. La figure 2 représente la vue arrière de l'invention. A savoir la table de contrôle et de commande. En référence à ces dessins, le dispositif est composé d'une machine. Elle est fixe et s'installe en bordure de bassin de natation. Elle peut être posée à même le 20 sol sur le carrelage. Son poids conséquent l'immobilise au sol. L'ajout de ventouses en caoutchouc est envisageable pour encore plus d'adhérence. L'idéal étant toutefois de fixer la machine sur une table élévatrice à roulettes et à freins, s'adaptant à n'importes quelles bordures de piscines, basses ou élevées. Les dimensions d'un plateau de table élévatrice sont de 70 cm de longueur sur 40 cm 25 de largeur. Plusieurs procédés de réalisations sont envisageables. Le cas où la machine est fixée sur la table élévatrice est choisi ici. L'élément majeur de la machine est une roue motrice (7), capable de tourner dans les deux sens ; autour de laquelle est enrouler une corde de faible 30 diamètre mais de haute résistance (8) (La corde utilisée possède un diamètre de 1.5 mm et supporte une charge maximale de 220kg). La longueur de la corde permet de travailler sur une distance pouvant atteindre 50 mètres, soit la longueur d'un bassin olympique. La roue motrice est fixée sur un châssis à l'avant du plateau. Un frein à disque (6) est juxtaposé à cette roue, lui aussi fixé à un 35 châssis. La corde ne s'enroule pas directement autour de la roue motrice mais passe par une poulie mobile (5) fixé plus en arrière de la roue. Cette poulie mobile est directement reliée par crochet à un dynamomètre (2) communiquant des valeurs de force. -4- La roue intègre un moteur de 1000 watts, fonctionnant sur une alimentation sur batteries de 48 volts (3) placée à l'arrière du plateau. L'énergie est contrôlée par un variateur de tension de 48 volts (4) également placé à l'arrière. Un compteur de vitesse fixé sur le châssis du frein permet une lecture de la 5 vitesse sur la table de contrôle arrière (9). Deux leviers de commandes permettent de contrôler le frein (13) et l'accélérateur (1). L'ensemble de la machine est recouvert d'un mélange polymère moulé à la forme souhaité, ou d'une structure en matière inoxydable, laissant accès aux commandes sur l'arrière et à la sortie de corde sur l'avant. L'ensemble est fixé au 10 plateau, est reste dévissable facilement afin d'accéder aux composants. Un bouton marche/arrêt (11) permet la mise en route de la machine. Une trappe d'accès aux batteries (12) permet la mise en charge. Selon des modes particuliers de réalisation : Les commandes et écrans de contrôle peuvent être dissociés de la machine 15 et se trouver dans une télécommande de contrôle filaire ou radio. - La puissance du moteur et le voltage des batteries peuvent être différents de ceux retenus, bien que les éléments utilisés soit les plus appropriés à ce type d'exercices. - Certains composants du dispositif peuvent être différents de ceux 20 mentionnés, dans leurs structures ou leurs formes. L'essentiel étant de garder les principes mécaniques de base. - Les dispositifs de l'invention peuvent être dissociés en plusieurs machines. Une machine complète permettant de travailler la survitesse, la résistance et de calculer la force et la puissance. Une machine motorisée uniquement 25 destinée à la survitesse. Et enfin une machine uniquement destinée au calcul de force et de puissance. Le dispositif selon l'invention est particulièrement destiné à l'entraînement en natation, pour le travail en résistance ou en survitesse avec quantification du 30 travail par des données de vitesse, de force et de puissance précises. REVENDICATIONS1/ Dispositif consistant à remorquer des nageurs à une vitesse de nage pouvant atteindre 3 mètres par seconde sur une distance maximale de 50m (bassin olympique) caractérisé en ce qu'un levier d'accélérateur (1) actionne un moteur de 1000 watts intégré à une roue (7) autour de laquelle s'enroule une 5 corde (8) relié au nageur. Ce moteur est relié à un contrôleur de tension de 48 Volts (4) lui-même relié à une alimentation sur batteries de 48 Volts (3). La vitesse de remorquage est affichée instantanément sur un compteur de vitesse (9) en mètre par seconde. Une calculatrice (10) installée sur la console permet de calculer la vitesse de retour en mètres par seconde selon les demandes 10 chronométriques des entraîneurs. 2/ Dispositif de frein à l'avancement des nageurs. La charge de travail est quantifiable et peut atteindre les 300 Newtons sur une distance maximale de 50m (bassin olympique). Le dispositif est caractérisé en ce qu'un levier de frein (13), 15 actionné par l'utilisateur, permet de freiner le nageur dans son avancement. Plus le levier est actionné, plus la résistance est élevée. La force de traction développée par le nageur s'affiche instantanément sur un dynamomètre (2). Le levier de frein agit directement sur la roue motrice (7) par l'action d'un frein à disque (6). 20 3/ Dispositif de calcul de force des nageurs caractérisé en ce que le même levier de frein (13) actionné au maximum par l'utilisateur, bloque totalement la roue motrice (7) ou est enroulée la corde que tire le nageur (8) par une action de frein à disque (6). Une poulie mobile (5) par laquelle passe cette corde est tirée vers l'avant et actionne le dynamomètre (2) relié à cette dernière. Le 25 dynamomètre affiche la valeur maximale développée en Newton et mémorise cette valeur. De par les données de force et de vitesse, il est possible de calculer la puissance développée.