La semaine dernière, Philippa Jobling, notre doctorante financée par HUUB, a obtenu son diplôme à l’université de Nottingham Trent. Le titre définitif de sa thèse était « Optimisation aérodynamique et thermorégulatrice de la conception des combinaisons de triathlon », qui a démontré que les tissus offrent des performances optimales à différentes températures. Cela n’a pas grand-chose à voir avec la légèreté ou la finesse du tissu, mais relève plutôt de la physique. HUUB est fier d'être le premier à mettre en œuvre une approche multidisciplinaire de l'innovation produit, dans le cadre de laquelle nous avons identifié l'importance cruciale d'optimiser le compromis entre aérodynamisme et thermorégulation.
PRÉSENTATION GÉNÉRALE DE LA THÈSE
Un triathlon se compose d’une épreuve de natation, d’une épreuve de vélo et d’une course à pied, toutes enchaînées sans interruption. Les épreuves vont de la courte distance (sprint), comprenant 750 m de natation, 20 km de vélo et 5 km de course à pied, à la longue distance, comme les célèbres courses Ironman, qui consistent en 3,8 km de natation, 180 km de vélo et 42,2 km de course à pied. Les règles et les tenues varient selon les disciplines et les distances. En raison de la nature courte, technique et autorisant le drafting de la distance sprint, on accorde très peu d’importance aux matériaux en termes d’impact sur la thermorégulation et l’aérodynamisme des athlètes, même par temps chaud, car cela n’aura probablement que peu ou pas d’impact sur les performances ; il est d’ailleurs courant que les concurrents portent des combinaisons de course sans manches, d’un seul tenant. En revanche, sur les distances plus longues, l’interdiction du drafting signifie que les concurrents ne tirent aucun avantage aérodynamique les uns des autres et doivent compter sur leur propre position et la conception de leur tenue pour optimiser leur efficacité à vélo. Pour un demi-Ironman, les triathlètes portent généralement des combinaisons intégrales dont le tissu rugueux est intégré à la partie longue des épaules, qui recouvre les bras jusqu’aux coudes, afin d’améliorer l’aérodynamisme. Sur cette longue distance, les triathlètes développent une puissance élevée pendant des périodes prolongées, ce qui entraîne une production de chaleur importante. Il est donc essentiel que les moyens de dissipation thermique, avant ou pendant la course, assurent à l’athlète un refroidissement suffisant pour prévenir un coup de chaleur excessif et ses effets négatifs sur la performance, en particulier lors de compétitions se déroulant à des températures ambiantes élevées. Des gains de performance ont été observés avec plusieurs méthodes de pré-refroidissement, notamment les gilets de glace et l’immersion dans l’eau froide, tandis que de nombreuses méthodes bénéfiques de pré-refroidissement sont tout simplement trop peu pratiques pour être adoptées pendant une course. Pendant la phase de cyclisme, la principale voie de dissipation thermique est le refroidissement par convection ; cependant, celui-ci peut être entravé par les positions aérodynamiques agressives adoptées par les triathlètes. Au cours de cette phase, il existe un compromis important entre l’amélioration de l’efficacité aérodynamique et le maintien d’une dissipation thermique suffisante. L’un des moyens pratiques d’optimiser la dissipation thermique consiste à choisir judicieusement les tissus utilisés pour les combinaisons de triathlon. En améliorant l’évacuation de la chaleur du corps grâce à une conductivité accrue, à une évacuation plus efficace de la transpiration et à une meilleure évaporation, il serait possible de maintenir les performances ou de permettre aux triathlètes d’adopter une position aérodynamique plus agressive sans compromettre la dissipation thermique. Il est toutefois difficile de sélectionner des tissus sans les avoir préalablement caractérisés en termes de propriétés thermiques et aérodynamiques, ce qui peut s’avérer très coûteux, chronophage et nécessite généralement l’utilisation d’un mannequin thermique, de méthodes à plaque chauffante ou d’une soufflerie. À l’heure actuelle, on sait peu de choses sur l’impact des différences de propriétés des tissus sur la réponse thermophysiologique d’un athlète lors de la pratique du cyclisme dans des conditions environnementales difficiles, où une combinaison optimisée serait considérée comme particulièrement bénéfique.
Par conséquent, l’objectif de cette recherche était de tester la fiabilité d’une nouvelle méthode, plus rapide, de mesure de la conductivité thermique et de l’effusivité thermique des tissus destinés à la performance sportive à l’aide d’un appareil C-Therm (chapitre 2), de caractériser les tissus de performance actuellement utilisés dans les vêtements de sport de haut niveau en termes de propriétés thermiques et aérodynamiques (chapitre 3), de comprendre comment les différences de conductivité thermique et d’effusivité thermique influencent à la fois la thermophysiologie et la perception thermique (chapitre 4), d’étudier si les données aérodynamiques recueillies sont applicables en conditions réelles (chapitre 5) et, enfin, d’étudier comment les manipulations directes des tissus, destinées à accroître l’efficacité de l’évaporation de la sueur, influencent la thermophysiologie et la perception thermique lors de la pratique du vélo par temps chaud (chapitre 6).
Plusieurs conclusions ont été tirées, notamment : 1) Lors de l’utilisation du C-Therm pour mesurer les coefficients k et 𝜀 d’un tissu destiné à être porté en une seule couche sur le corps, seules cinq couches simples de tissu sont nécessaires. Bien que les méthodes d’essai des tissus en plusieurs couches et en une seule couche ne puissent pas être utilisées de manière interchangeable, une régression linéaire peut être utilisée pour transposer les résultats d’une méthode à l’autre. 2) Des différences ont été observées dans les propriétés thermiques des tissus lisses, ainsi que dans les propriétés aérodynamiques des tissus lisses et rugueux. Cela a permis de sélectionner des tissus pour des combinaisons de triathlon spécifiques en fonction de la vitesse à vélo de l’athlète auquel elles sont destinées. 3) L’ampleur des différences mesurées en matière de conductivité thermique et d’effusivité n’était pas suffisante pour avoir un impact significatif sur la thermophysiologie ou la perception thermique à une température ambiante de 28 °C et une humidité relative de 65 % ; dans ce cas précis, la priorité doit être donnée à l’aérodynamique. Les différences individuelles doivent également être prises en compte. 4) Les différences entre les tissus composant le corps principal d’une combinaison de triathlon peuvent améliorer le CdA sans modification de la position. À moins qu’un avantage significatif en matière de thermorégulation ou de perception ne puisse être démontré pour un tissu, il convient de privilégier le tissu le plus aérodynamique plutôt qu’un tissu optimisé en fonction de ses caractéristiques thermiques. 5) Les conclusions de cette thèse guident les chercheurs et les athlètes sur la manière de tester les tissus de performance de la manière la plus valable, fiable et rapide possible, tout en fournissant un seuil environnemental initial à partir duquel l’importance de l’aérodynamique l’emporte sur celle de la thermorégulation.