» 1400-2016 -Histoire de la Balle de Golf

L’Histoire de la Balle Evolution_of_golf_ball_lg

Quel point commun existe-t-il entre les amateurs de golf et le traitement de canal dentaire?                                                                                                                                   balle02Réponse : La gutta-percha, une résine naturelle exsudée par le sapotillier, un arbre de l’Asie du Sud Est, qui est utilisée pour remplir le canal dentaire après que la pulpe en a été extraite, a aussi une grande place dans l’histoire des balles de golf.

balle 4 pièces

Aujourd’hui, les balles de golf sont faites de couches multiples de polymère, et chacune d’elle offre un avantage particulier. À l’intérieur, autour d’une bille en métal ou en verre, l’on trouve du caoutchouc synthétique d’une solidité similaire à celle du butadiène.

Balles 2016 alvéoles

Un peu d’histoire:

Il était une fois… la balle de golf

Pourquoi les balles de golf sont-elles pourvues d’alvéoles ?

Au premier abord, on se dit que ces petites aspérités, disséminées régulièrement çà et là, sur la surface de la balle doivent perturber son vol, que cela la rend moins efficace dans l’air ou bien que c’est juste une décoration du fabricant pour la rendre plus « jolie » à regarder. Pourtant, demandez à un joueur de golf – amateur ou professionnel – de comparer une balle lisse d’avec une balle alvéolée, et au bout de quelques drives, il choisira, invariablement, la balle alvéolée.

Comme très souvent dans l’histoire, c’est par un pur hasard que l’on a compris que ce type de balle volait mieux que tout autre modèle. Une petite découverte fortuite qui a révolutionné ce sport  en profondeur et l’a fait entrer dans l’ère des sciences et de la modernité.

Les premières balles de golf étaient fabriquées à l’aide de plumes. Mouillées, on les tassait dans une petite poche en cuir ou en toile, elle aussi imbibée d’eau. En séchant, les plumes se dilataient tandis que l’enveloppe se contractait, le tout formant une balle très dure qui était ensuite huilée et peinte en guise de finitions. Bien que les coutures étaient à l’intérieur, elles n’étaient pas parfaitement lisses mais se comportaient parfaitement sur le parcours [1]. Cependant, ces « plumeuses » comme on les appelait avaient un inconvénient de taille : fabriquées artisanalement, elles étaient très coûteuses et difficiles à produire en grande quantité [2].

Au milieu du XIXème siècle, pour remédier à ce problème, on commença à utiliser du gutta-percha [3] pour fabriquer les balles de golf. Cette gomme naturelle, semi-rigide, est extraite d’un arbre, comme sa cousine le caoutchouc. Bon marché, ce nouveau matériau permettait de fabriquer plus de balles en utilisant de simples moules. Le produit final était parfaitement lisse et devait donc – comme tout le monde s’accordait à le penser à l’époque – pouvoir couvrir de plus grandes distances [4]

Mais il n’en est rien. La nouvelle balle, baptisée « guttie », n’en fait qu’à sa tête. Elle plonge, est incapable de tenir une trajectoire rectiligne et, surtout, va moins loin que les anciennes plumeuses. Cependant, à force de recevoir les coups des joueurs, ces balles finissaient par se cabosser et certains joueurs se rendirent compte que ces défauts changeaient leur comportement : elles allaient désormais plus loin et ce en ligne droite. On venait de comprendre pourquoi les plumeuses et leurs coutures volaient plus longtemps. Le principe des alvéoles était né.

Rapidement, on commença à imprimer des creux sur les balles avec un marteau avant que des moules ne soient conçus pour reproduire un dessin plus régulier et de meilleure qualité. Plusieurs motifs sont développés : striures, rainures, bosses,…

La plus connue d’entre elle, la « ronce » possédait une séries de bosses resserrées. Il faut attendre le début du XXème siècle pour qu’un industriel, William Taylor, dépose le brevet du motif d’alvéoles – disposées régulièrement sur toute la surface de la balle que nous connaissons encore aujourd’hui, à quelques modifications près. Dès les années 30, ce modèle était déjà devenu le standard mondial des joueurs de golf.

Les Balles de golf 1850

                 clubs Ancien terrain de 1900 photo marquage outils de golf fabrique balle

 

 

 

A la recherche de toujours, plus de la distance, les FABRICANTS ne cessent d’innover dans les Matériaux:

Deux, trois ou quatre pièces ? Enveloppe douce ? Noyau basse compression ? Nombres d’alvéoles ?

« Pour les pros, le plus difficile n’est pas de changer de club mais les balles »

Deux tiers des coups se jouent sur ou autour du green ou la vitesse de swing rentre assez peu en ligne de compte.

Ne vous privez d’un fitting de balles et selon la trajectoire recherchée, les sensations et l’angle de lancement, vous trouverez la balle qui convient le mieux à votre jeu.

Il faut toujours partir du green, c’est là à moins de 80 m., que se jouent les deux tiers des coups.

Tous les Pros vous diront qu’il est plus important de jouer avec une  balle de golf (3 à 5 couches) que de jouer avec des clubs dernière génération.

L’importance de la balle de golf :
Diamètre 1.72: Pourquoi ?

A l’instar de la comète de Halley, il y a un constat qui traverse régulièrement la galaxie golf : nos champions frappent fort, trop fort, et nos parcours en deviennent trop courts…

Pour être honnête, la question est plus grave qu’il n’y parait. Et pour être encore plus honnête, cette question s’est posée exactement dans les mêmes termes lors des années 1970 et les golfeurs d’aujourd’hui ne savent pas qu’ils pratiquent unanimement et exclusivement sur des parcours qui, face à cette problématique, ont tous adopté la même solution.

Le libellé du problème, à l’époque, était que des parcours plus longs devenaient des parcours trop chers mais aussi que cela amenait les pros à réaliser des scores qui n’avaient plus de sens puisque tous les par 5 étaient touchables en deux coups. Le par des pros était ainsi ramené à 68, là où celui de la carte de score marquait toujours 72 coups en moyenne. On sentait alors un fossé se creuser entre le golf des pros et celui des amateurs, ce qui d’une certaine façon devenait néfaste au développement harmonieux de ce sport.

Avant que la bonne solution ne soit trouvée, les instances supérieures que sont St Andrews et l’USGA ont travaillé d’arrache-pied sur le sujet, ce qui montre, s’il en était besoin, l’importance qu’elles donnaient à cette question. La logique a voulu qu’en premier lieu, cette « limitation volontaire de distance » s’appuie sur les outils qui nous servent à percuter la balle : les clubs. Malgré l’introduction de nouveaux critères d’homologation tels que le COR (coefficient de restitution de l’énergie de la face de club, limité à 0.83%), ce ne fut pas suffisant. Ces contraintes ont cependant été utiles et sont toujours appliquées.

Les grands décideurs ont donc trouvé une autre position : si légiférer sur les clubs n’était pas une solution participant à l’évolution du jeu, c’est au niveau du diamètre de la balle qu’il fallait chercher. Et là, ce fut un coup de Maître. Nous jouions à l’époque une balle de (1.63 pouces) de diamètre que l’on nommait « balle Anglaise ». Elle fut remplacée par une nouvelle pelote, plus grosse puisque d’un diamètre cette fois de (1.68 pouces), appelée quant à elle « balle Américaine ». Notons que le diamètre du trou ne varia pas pour autant et resta figé à 10.8 centimètres de diamètre (4.25 pouces).

Les spécificités techniques de la balle Anglaise étaient simples : son faible diamètre lui donnait une pénétration dans l’air excellente, ce qui en faisait une balle plutôt « longue ». A contrario, sa faible résistance à l’air ainsi qu’une surface de contact réduite avec le club diminuait ses appuis aérodynamiques, et la balle, volait moins longtemps, devenant délicate à manier, notamment au petit jeu. La balle Américaine de son côté avait beaucoup d’avantages et un seul inconvénient: elle volait moins loin mais elle était beaucoup plus maniable autour et sur les greens.

Dans les faits, le changement de balle imposé par St Andrews et l’USGA, nous a beaucoup surpris au début. La balle américaine ressemblait un peu à une balle d’initiation pour enfant. A l’inverse, trouvez aujourd’hui une vieille Dunlop 65 de diamètre britannique et vous aurez l’impression d’avoir une bille dans les mains ! Comme quoi le golfeur s’habitue à tout…

En ce qui concerne le jeu, donc, cette balle américaine a accompli des miracles. Certes moins longue, elle a donné cependant au petit jeu ses lettres de noblesse et a totalement rééquilibré l’importance de ce compartiment du jeu par rapport à la maîtrise pure du swing. Dans les faits, elle a permis aux amateurs de devenir bien « meilleurs » dans un segment où les qualités athlétiques et techniques sont moins prépondérantes que dans le swing du Drive. Cela signifie que, grâce à elle, les amateurs ont  pu rivaliser avec les pros ou, tout au moins, se comparer à eux. Il s’agit en quelque sorte d’un formidable rééquilibrage des niveaux que confirment les fabricants de clubs au vu de l’offre pléthorique de produits relatifs à ce secteur de jeu. Pour exemple, il était quasiment impossible, il y a trente ans, de choisir le loft de son sandwedge, alors qu’aujourd’hui l’acheteur hésite entre les 5 ou 6 possibilités qui lui sont offertes. Et cela entraîne une énorme différence de résultat !

L’intérêt du grossissement de la balle ne peut donc pas être remis en question. La seule question persistante est de savoir de combien cette dernière devrait être augmentée et si le diamètre du trou doit l’être également.

L’amour des chiffres ronds pourrait nous faire espérer un passage à une balle de 1.70 pouces, mais cela ne serait pas suffisant pour représenter une parade sérieuse et efficace dans le temps à la montée en puissance des joueurs. C’est pourquoi le diamètre de la balle pourrait être poussé à 1.72 pouces. Le golf deviendrait alors un jeu plus riche, dans lequel l’adresse naturelle du joueur tiendrait d’avantage de place, au détriment d’une violence gestuelle qui ne génère généralement que des traumatismes articulaires et des déceptions massives.

Bien évidemment, ce type de changement nivellerait les niveaux entre les pros et les amateurs pour le plus grand désespoir des premiers et la plus grande joie des seconds. Mais sans aucun doute, les choses reprendraient rapidement un ordre logique comme ce fut déjà le cas en 1975 !

golfer et balle

Les Golfeurs sous-estiment l’importance souvent du vol de la balle COMPARE au choix de leur matériel.
Tous les Pros vous diront qu’il est aussi important de jouer avec une balle (3 à 5 couches) que de jouer avec des clubs dernière génération.

Avec une balle de golf catégorie «tour» (3 à 5 couches) , vous découvrirez de nouvelles sensations golfiques dans votre longue jeu, sur vos APPROCHES et dans votre putting.

Les balles catégorie «tour» composées de 3 à 5 couches sont plus souples que les balles entrée de gamme (Balles catégories 2 quelquefois surnommées «balles cailloux» dans le jargon golfique: Wilson Ultra, Special Tour, Pinacle, Top Flite, Inesis premier prix …)

  • 3 balles de Golf Pro V1 2015 : Les nouvelles Pro V1® et Pro V1x offrent une distance extraordinaire et des trajectoires régulières. Avec plus de contrôle du petit jeu, un toucher encore plus doux et une exceptionnelle durabilité. Elles permettent Plus d’effets et de contrôle au petit jeu, avec des trajectoires pénétrantes pour des distances exceptionnelles et une très grande robustesse.
  • 3 balles de Golf DT Trusoft 2016 : La balle de golf Titleist DT TruSoft procure à la fois une sensation de douceur extrême, une distance impressionnante et une bonne maniabilité au petit jeu. Les ingénieurs Titleist ont conçu un nouveau noyau et une nouvelle formule pour la couverture permettant d’offrir des effets réduits au grand jeu pour une plus grande distance, et en conservant une jouabilité au petit jeu. Résultat, la technologie DT TruSoft est ainsi la meilleure combinaison entre une compression douce et les performances régulières que l’on attend chez Titleist.
  • 3 balles de Golf Velocity 2016 : La nouvelle Titleist Velocity a pour vocation une distance explosive. Le noyau exclusif LSX génère une vitesse initiale très élevée qui renforce la puissance au drive et raccourcit les distances vers les greens. De plus, le nouveau schéma tétrahédral de 328 alvéoles offre des trajectoires pénétrantes, avec un angle d’atterrissage plus faible favorisant le roulement. Résultat, puissance, précision, facilité de jeu, mais aussi qualité de toucher avec la souplesse du noyau.
  • 3 balles de Golf NXT Tour 2016 : La nouvelle Titleist NXT® Tour a été conçue pour les grandes performances, avec des technologies muti-composants très évoluées. Résultat, des effets réduits avec le drive et les longs fers, offrant une grande distance et des qualités rares de scoring, grâce au double noyau propriétaire de faible compression et à l’enveloppe Fusablend schéma octahedral, 302 alvéoles) plus fine et plus douce. Le toucher reste ainsi d’une rare qualité sur tous les coups, avec un excellent contrôle du petit jeu et du putting.

Plus une balle de golf est souple, plus elle va loin:

la souplesse de la balle permet à celle-ci de se déformer dans l’air et de reprendre sa forme d’origine.

Plus la balle est souple, plus elle accroche les greens : la souplesse de la balle permet d’amortir  et le rebond se fait de mieux et tient sur le green.

Que de chemin parcouru depuis les premières balles de golf en bois.

 balle01     La balle en bois (1400-1500):

Le jeu de golf, et ses ancêtres, fut joué primitivement avec des balles en bois, certainement en hêtre, jusqu’en 1425.

Les premières balles de golf furent en bois lourdes et dangereuses, ses propriétés  de vol étaient quasiment nulles. Quelques exemplaires conservées permettent d’en connaitre les dimensions: 5,08 cm de diamètre et le weight  de 85 grammes.

Au XIVème  siècle, en Hollande, des ordonnances municipales furent édictées interdisant le jeu jeu dans les viles.

Vers 1430, la balle en cuir fait son apparition. les premières balles n’étaient  pas bourrée de plumes, comme par la suite, mais de crin de vache (Jusqu’au 17ème siècle): le cuir était soit de la peau de taureau, de cheval, ou de mouton. Elles étaient originellement faites pour les Kaatsers, le jeu de paume ou de tennis à la main.

  balle de gutta percha   La balle en toile cirée (1700 à 1850) la « plumeux »

Remplies de plumes de canard ou de plumes d’oie (parfois de poulet), Cette balle prit le nom de «plumeux», de l’anglais «en plume».

Un long travail nécessitant d’être méticuleux, sur ne fabriquait au Québec 3 à 4 balles par jour. Consequence du travail artisanal, le prix d’une balle de golf atteignait JUSQU’A trois fois celui d’un club de golf.

balle01La balle en gutta-percha et gutta (1848 à 1880):

Les propriétés du gutta-percha (gomme naturelle Extraite d’Un arbre de Malaisie) intéressèrent.

Dès 1848 les fabriquants de balles de golf. D’abord faites à la main, très vite elles sont fabriquées à l’aide de moules. Par rapport à la balle en plumes, ses avantages étaient d’avoir une grande une plus résistance aux chocs et d’un prix modique. Par contre, le vol de la balle était pratiquement identique. C’est un pasteur, le révérend Adam Paterson qui fut l’inventeur, le vrai, de la première balle universelle. Il proposa cette invention aux fabricants de Saint Andrews, les Robertson et les Auchterlonie toujours en activité, au coin de la rue du Nord et Golf Place.

La Guttie était née. Elle était très lisse mais à force d’impacts, elle se cabossa. Les Joueurs remarquèrent qu’elle volait alors, plus loin. Les alvéoles étaient nées. Sans le savoir ils venaient de découvrir le principe des alvéoles dont les petites encoches régulières étaient obtenues à l’aide d’un marteau. plus tard, des moules en fer vont imprimer un dessin parfaitement régulier. C’est peu avant la Grande Guerre qu’on réalisa que les creux augmentaient beaucoup la portance (c’est l’effet Magnus).

En 1898, Coburn Haskell, de l’Hohio, inventa une balle ornée d’un noyau dur (verre ou bille), d’un fil électrique étiré jusqu’à 300 mètres de long.

ronce 1988 balle La balle « ronce » (1890 à 1900):

La gutta martelée à la main est remplacé. Une balle faite à partir de moules en fer et de presses, avec des textures et des dessins réguliers sur toute la surface. Le dessin  est le « ronce », qui consiste à une serie de petits cercles- Alvéoles rondes.

b.gratex La balle enroulée en caoutchouc (1900):

C’est un ouvrier américain de l’usine de caoutchouc de Goodrich, Samuel Coburn Haskell, qui inventa la balle enroulée en caoutchouc avec une coque en gutta-percha. Et c’est grâce à l’invention par John Gammeter avec la machine lui permettant l’enroulement automatique des bandes de caoutchouc et cette balle qui est fabriquée. Beaucoup, plus performante que la gutta-percha, sa notoriété s’imposa en 1902 quand Sandy Herd remporta le British Open avec une Haskell en gardant la tete durant les quatre tours.

tileist balle moderne La balle moderne (1930):

Au XXè siècle, des balles multicouches sont mises au point : (50 Ans, plus tard)

  • D’abord en fil de caoutchouc bobiné autour d’un noyau dur de caoutchouc et recouverte d’une belle coque extérieure (balata).
  • Cette conception permettait aux Fabricants d’ajuster les characteristics de la balle: longueur, la rotation et toucher.
  • Ces balles étaient particulièrement intéressantes par leur toucher mou.

Les balles d’aujourd’hui, qui ont parfois un noyau de titane sont faites de matériaux hybrides, possèdent une coque souple et un noyau  à compression particulièrement élevé. La plupart du temps elles sont faites de deux, trois ou quatre couches de matériaux synthétiques dont des assemblages de Surlyn et d’uréthane.

C’est en 1961 que l’USGA pris la décision d’Imposer aux Fabricants de balles des normes de fabrication. Les autorités édictèrent des règlements tricks . La vitesse de pénétration dans l’air est contrôlée à 76,2 mètres / seconde au départ. Sa portée totale depuis 2004, est de 292 mètres et le nombre et la disposition des alvéoles est réglementés. En 1921, le R & A décida du diamètre de la balle à 41,14 mm, un poids de 45,93 grammes. (46 gr, arrondis). Du Pont de Nemours invente le Surlyn, matériau synthétique très dur et très résistant. Ici commence la nouvelle deux pièces. C’est en 1974 que la balle dite «américaine», la 1,62 pouces (4,26 cm) fut  imposée sur tous les tournois Professionnels. Il aura fallu attendre Deux cent vingt ans (1754-1974) pour que le golf adopte une balle universelle.

IL existe de Cinq types Balles de:

b.practice Les balles d’entrainement: Elles se reconnaissent par leur couleur jaune ou blanche cerclé de rouge.

« Dans la plupart des cas, les balles avec la mention»

Practice sont tout à fait répertoriées, Balle Conformes  » practice « , au même titre que des balles logotées (club, société).  De telles BALLES PEUVENT être utilisées uniquement lorsque le Comité des Nations Unies adoptera sur le règlement que la balle utilisée par le joueur est inscrite sur la  liste des balles de Golf Conformes.

Les balles de compétition:   . Le premier critère, très Importante, est la vitesse de la tête du club dans la zone de frappe  quand elle n’est pas tres rapide, il faut prendre une balle plutôt tendre Avec une faible compression (80 ou 90). C’est le cas notamment  pour les femmes et  les jeunes enfants qui doivent jouer des balles «ladys». Ensuite, pour les joueurs qui savent donner des bons effets, les balles « Trois pièces » et maintenant « Cinq Pièces » qui sont plébiscitées. Mais, pour tous, il y a une consigne de fond : dès que l’on trouve la balle qui convient, il faut conserver le même modèle. Rien de pire que de changer d’une à l’autre!   »

balle_2couches Les BALLES « 2 pièces »  Sont très répandues à prix abordable et pour leur longévité bien que de nombreux progrès aient été faits, elles n’offrent pas le même toucher Que les balles 3 ou 4 pièces. Elles sont conçues à la base de optimiser la distance au détriment du toucher. Cependant, de nouvelles enveloppes moins dures sont apparues, qui procurent un toucher très convenable.

Conseil : pour joueur débutant qui recherche une balle à la fois et résistante allant le plus loin possible  Balles Callaway Warbird, Top Flite XL, Nouilles …

balle_3couches Les BALLES « 3 pièces » sont réservées aux joueurs exigeants de bon niveau, qui privilégient le toucher et le contrôle. Un joueur régulier (hcp 30 à 12), recherche une balle longue et précise. Cette précision s’accompagne d’une douceur de toucher qui apporte, plus de confort au moment de l’ impact de la balle.  Balles Callaway Diablo, Big Bertha, Titleist NXT …

balle_4couches Les BALLES « 4 pièces » sont conçues  avec une succession de couches, étant conçue chacune pour satisfaire aux  différents coups du golf. Le noyau dur optimisera la distance … Les couches intermédiaires procureront les sensations indispensables aux coups de fers … et l’enveloppe garantie un excellent toucher du  petit jeu  …  Comme si vous aviez … PLUSIEURS balles en 1 seule … Mais le prix est généralement assez  élevé! Un joueur compétiteur (hcp 12 à 0), recherche une balle longue et très précis, il cherche à ce que la distance et le point d’incidence sur le vert et l’arrêt de la balle soit le plus juste que possible.  Balles Titleist Pro V1, tour Callaway HX, tour Inesis TD …

taylor_balles_lethal_3 « 5 pièces » Lethal: La nouvelle balle de golf, Taylor Made Lethal, une balle de révolutionnaire de golf, 5 canapés, 322 Alvéoles , la technologie Progressive Velocity.

Fonctionnement des balles

Il existe aujourd’hui une tres grande variabilité de design de balle. Pour autant, meme si l’on trouve chez les fabricants des modeles a 2 couches, 3 et meme 4 couches, on retrouve des elements communs aux principes de fonctionnement : le centre de la balle est tres souvent un caoutchouc de type polybutadiene (PBD) protege par une enveloppe plus dure en ionomere (tres souvent du surlyn).

Cette dernière couche est recouverte d’un revêtement dur ethane afin de donner a la balle son toucher. Les essais de caractérisation de ces matériaux ´ montrent une forte dependance a la vitesse de deformation [Pugh et al., 2010, Liu et al., 2012] et une tres grande capabilite a accepter de forts niveaux de deformation les classant dans la cat ´ egorie des materiaux hyper-visco- elastiques [Tanaka et al., 2006, Tanaka et al., 2010].

Par ailleurs, ces matériaux dissipent de l’energie en quantité´ non négligeable lors du cycle compression-decompression. Ces phénomènes dissipatifs augmentent avec la vitesse de chargement et donc la vitesse du club. Le coefficient de restitution (COR) diminue donc avec la vitesse d’impact [Mase, 2004].

Fonctionnement des tetes de driver

La restitution de l’energie emmagasinée dans la balle n’est donc pas optimale d’un point de vue rendement et ce d’autant plus que la face du club est rigide. Afin d’améliorer la restitution d’energie élastique, les fabricants ont rapidement chercher a stocker une partie de l’energie dans la face du club : cet affinage de la face a pour but de la faire reagir comme un trampoline ce qui a aussi pour consequences d’augmenter le temps de contact de la balle avec la tete pendant l’impact. Plusieurs auteurs ont étudies ce phénomène avec des modéles rhéologiques de type masse -ressort – amortisseur [Cochran, 2002, Fan, 2003] puis a l’aide de simulations elements finis [Iwatsubo et al., 2000, Petersen and J., 2010, Wu et al., 2007] et montrent qu’en fonction des propriétés de la balle et de la vitesse d’impact, il existe une raideur de face de club optimale. On retiendra donc de ces etudes, l’importance d’appairer driver et balle si la distance au drive est le critere recherche. On retiendra aussi que l’efficience de ce couple balle – driver est fortement degradee des que la balle n’est pas centrée a l’impact : il est beaucoup plus efficace de centrer la balle quitte a avoir une vitesse de club plus faible que l’inverse. `

 Aérodynamique du vol

L’aérodynamique des balles de golf est tres complexe car elle depend fortement de la vitesse a laquelle elles volent [Robinson and Robinson, 2013].

Au fur et a mesure que la vitesse des balles augmente, on rencontre successivement un regime laminaire, des re-circulations stationnaires, la generation de vortex de Von Karman, un regime turbulent et un regime sur-critique un fois passe le phénomène de crise de la trainee. Le fait que les balles soient pourvues de dimples leur permet de passer en regime sur-critique a des vitesses beaucoup plus faible que si elles n’en avaient pas et de réduire tres fortement leur trainee [Choi and W., 2006].

Une fois de plus, les fabricants rivalisent d’imagination pour optimiser le design des dimples et des etudes en soufflerie [Alam et al., 2011] démontrent qu’il existe des differences significatives entre les modèles en terme de trainee. Par ailleurs, une etude récente [Aoki et al., 2010] par simulation numérique montre que les dimples influencent la portance générée par le backspin. Ces différentes  etudes tendent a montrer que le choix de la balle a une grande influence sur la trajectoire de vol de cette dernière.

Analyse du swing

Depuis le debut des années 90 et l’introduction du ´ X-factor [McLean, 1992, McLean, 1993], de tres nombreuses etudes ont analyse les potentielles correlations entre ´ X-factor et vitesse de club a l’impact (CSI). Il est a noter que la démocratisation des systemes d’analyse de mouvement et en particulier des systemes de type K

« Vestr ou AMM3Dr » ont permis de créer des bases de données avec un tr ´ es grand nombre de joueurs et d’établir ´ des correlations par sous-groupes (handicap, genre, etc.). Si des etudes ont pu observer des correlations entre ´ le X-factor et le niveau des joueurs [Cheetham et al., 2001, Zheng et al., 2008], il n’existe pas de correlation significative avec le genre [Horan et al., 2010] pas plus qu’avec la vitesse du club a l’impact [Meister et al., 2006, Meister et al., 2011] et ce quel que soit le mode de calcul du X-factor [Kwon et al., 2013].

La performance et en particulier la CSI sont par contre corrélées au ´ X-factor strech [Cheetham et al., 2001], au respect d’une sequence ´ cinématique bassin – torse – bras – club [Cheetham et al., 2008, Tinmark et al., 2009, Tinmark et al., 2010] et a la capacité a produire un swing fluide [Choi et al., 2014].

L’ensemble de ces etudes démontre un fois de plus l’inter et d’une quantification objective du swing par des systèmes de mesure quels qu’ils soient. Ces systemes permettent d’objectiver la performance. Pour autant, l’utilisation de tout système de mesure nécessite de bien intégrer les elements pouvant amener a des erreurs comme par exemple la fixation et le placement des capteurs ` [Evans et al., 2012].

Flexibilite des shafts

Lors du downswing, le shaft peut être tres déformé et emmagasiner de l’énergie élastique. Afin que la face de club soit dans la bonne position a l’impact, il est necessaire que le retour elastique du shaft soit cale temporellement avec le downswing. Deux etudes recentes ont etudie l’influence de la raideur des shafts sur la performance (CSI).

La premiere [Worobets and Stefanyshyn, 2012] trouve des differences significative entre les différentes raideurs testées ( L, A, R, S X) mais ne trouve pas de réelle correlation entre la CSI et la raideur du shaft pour des joueurs de handicap inférieur a 10.

La deuxième [Betzler et al., 2012], sur 20 joueurs ` scratch, teste en aveugle deux raideurs diamétralement opposées (L et X) et trouve une difference infime en terme de CSI.

Pour autant, il ne faut pas tirer de conclusions trop hâtives et en particulier sur le fait que la rigidité de shaft n’ait pas d’influence sur la performance : l’hétérogénéité de la premiere etude peut expliquer la non correlation avec la CSI. De meme, la grande capacite d’adaptation de joueurs tres confirmes peut aussi expliquer le fait que le shaft ait eu une influence aussi faible.

Conclusion

La démocratisation des systèmes de mesure et autres applications d’analyse de la performance sont un element tres positif pour les golfeurs (quel que soit leur niveau), les entraineurs et les preparateurs physiques. Ils ont permis de mener a bien des etudes sur de tres larges cohortes, de confirmer ou d’infirmer des idees classiquement établies dans la communauté du golf et de donner des tendances.

Nous ne pouvons qu’insister sur la necessite d’une mesure objective de la performance et du swing de golf afin de pouvoir asseoir une strategie sur une analyse objective et quantitative.

(D’après  Manuel du golf – le matériel, la technique, la pratique  -,  . Par Vivien Saunders 1990 Editions Solars, Paris ISBN 2-263-01528-0)

Pourquoi une balle vole ?

A la même époque, une nouvelle science fait son apparition : l’aérodynamique. Et elle ne tarde pas à s’intéresser à la problématique du vol es balles de golf [5] et essaie de trouver une origine au gain obtenu avec les balles cabossées. Peter Guthrie Tait, un physicien écossais et joueur amateur, est le premier à tenter une explication avec la publication, en 1891, d’une série d’articles scientifiques, dans lesquels il affirme que la rotation de la balle est à l’origine de ces vols allongés. Ce phénomène est connu sous le nom d’effet Magnus [6,7]. Concrètement, quand une balle est en rotation dans l’air, elle va interagir avec le fluide qui l’entoure. Si elle tourne dans le sens des aiguille d’une montres, elle accélère le fluide qui passe au-dessus d’elle ce qui a pour effet d’abaisser la pression [8] et d’aspirer, en quelque sorte, la balle vers le haut : elle peut donc voler plus longtemps. En aérodynamique, la force qui attire la balle vers le haut est appelée portance. Elle contre les effets de la pesanteur. C’est exactement la même force qui permet aux avions de tenir en l’air, même si elle est mise en oeuvre différemment [9].

En plus de la portance, une autre force agit sur la balle : la traînée. C’est elle qui freine sa course dans l’air. Sans entrer dans les détails, il existe plusieurs types de traînées qui interviennent quand un solide se déplace dans l’air [10].

Dans le cas de notre balle de golf, il y en a principalement deux : la traînée de frottement et la traînée de pression (ou de forme). La première est assez simple à comprendre. L’air est un fluide visqueux [11], c’est-à-dire qu’il s’attache à la paroi du solide en mouvement avec lequel il entre en contact. Plus la vitesse de l’objet augmente, et moins le frottement dû à la viscosité a d’impact sur l’écoulement : il se trouve confiné aux plus proches abords de la paroi dans un lieu nommé couche limite.

Le deuxième type de traînée provient de la forme de l’objet qui est placé dans l’écoulement. Comme chacun a pu s’en rendre compte, une balle n’est pas aussi profilée qu’une aile d’avion [12] et par conséquent, elle présente une résistance à l’air bien supérieure. L’air qui arrive en amont de la balle se sépare en deux et développe une couche limite stable à la paroi. Au fur et à mesure que l’on se déplace vers l’aval, la couche s’épaissit et perd de son énergie. Dès lors, elle ne peut plus contrer l’inversion de pression qui s’y produit [13] : elle ne parvient plus à adhérer à la paroi et finit par décoller [14]. Dans le sillage du corps, il se forme un cortège de tourbillons qui freinent sa progression. Cette traînée de pression est la première cause du ralentissement de la balle pendant le vol. Bien évidemment, on ne peut pas changer la forme de la balle pour réduire cet effet qui disons-le est dévastateur. C’est là qu’interviennent les alvéoles.

Le rôle des alvéoles

Il y a un autre paramètre dont je n’ai pas encore parlé ici : le nombre de Reynolds [15]. Valeur caractéristique d’un écoulement, il permet de distinguer si celui-ci est laminaire ou bien turbulent. Encore des termes compliqués me direz-vous. En mécanique des fluides, un écoulement est dit laminaire quand les lignes de courant qui le constituent restent parfaitement parallèles et régulières. En pratique, ce type d’écoulement est assez difficile à obtenir et on a plus facilement affaire aux écoulements dit sturbulents [16], pour lesquels les mêmes lignes de courant s’emmêlent dans tous les sens.

Le nombre de Reynolds est proportionnel à la géométrie de l’écoulement – le diamètre de la balle par exemple – à la vitesse de l’écoulement et inversement proportionnel à la viscosité du fluide qui le constitue. A dimensions et propriétés du fluide fixées, on passe d’un régime laminaire à un régime turbulent en augmentant la vitesse de l’écoulement. Pour une boule, la valeur de transition entre les deux est d’environ 3000 [17]. Moins ordonné, plus difficile à décrire, le régime turbulent n’a – à première vue – aucun avantage à faire valoir et c’est, en effet, très souvent le cas. Pourtant, pour notre problème de balle de golf, il en est tout autrement. La présence d’alvéoles à la surface change le comportement du fluide. L’air s’introduit dans les anfractuosités et revient sur lui-même, créant ainsi de minuscules tourbillons. La couche limite aux abords de la paroi – qui était laminaire dans le cas d’une balle lisse – devient turbulente. Plus épaisse mais aussi plus énergétique, elle a la capacité de rester attachée à la balle bien plus longtemps que son homologue laminaire. Conséquence de tout cela, le sillage derrière la balle est considérablement réduit tout comme la traînée de pression. La balle est donc moins freinée et va plus loin. Sa trajectoire est aussi mieux maîtrisée par le joueur qui peut lui donner tous les effets qu’il veut. Simple, mais encore fallait-il y penser.

Mais ce n’est pas tout. L’effet Magnus qui maintient la balle en l’air par sa rotation horaire est améliorée par la présence des alvéoles.

Farther and further
Depuis que ces propriétés sont connues, on a sans cesse chercher à améliorer les qualités des balles de golf. Ainsi, on a testé à travers le temps plusieurs types de balles avec plus ou moins d’alvéoles. Aujourd’hui, leur nombre évolue entre 300 et 450, même si certaines ont pu en compter jusqu’à 500. Autre particularité, il y en a toujours un nombre pair [18].

Depuis les années 60, les caractéristiques des balles de golf ont été arrêtées par l’USGA (United States Golf Association). La vitesse dans l’air au moment de la frappe, mais aussi la quantité et la disposition des alvéoles à la surface sont désormais strictement réglementés.

Le diamètre, quant à lui, a évolué au fil du temps passant de 1.62 pouces dans les années 20 (environ 42 mm) à 1.68 pouces (approximativement 46 mm) à partir de 1974 [19,20]. En 1981, une nouvelle règle a été instaurée pour exclure les balles asymétriques. En effet quelques années auparavant, un nouveau fabricant, Polara, avait proposé à la vente une balle dont les aspérités n’avaient pas la même profondeur à l’équateur et aux « pôles ». Cette balle, magique, était beaucoup plus stable que les autres, ce qui, d’après l’USGA réduisait l’intérêt du jeu [21].

Une dernière information : bien que les alvéoles des balles soient traditionnellement circulaires, il semble – d’après des recherches récentes – qu’une forme hexagonale améliorerait encore le vol des balles. Les petites balles blanches n’ont donc pas encore livrées tous leurs secrets.

[1] Performance que l’on attribuait à la présence de plumes.
[2] Elles pouvaient coûter jusqu’à trois fois le prix d’un club.
[3] Cet arbre est cultivée en Malaisie.
[4] La légende veut que ce soit un pasteur écossais, Adam Paterson, qui soit l’inventeur de cette balle.

[5] D’ailleurs, pour valider son concept, Taylor, s’était aidé d’une soufflerie, un de ces fameux tunnels dans lesquels circulent de l’air à haute vitesse.

[6] Ce phénomène est observable lors d’un match de tennis quand les joueurs impriment un effet « rétro » à la balle : elle vole plus longtemps. L’effet contraire – connu sous le nom populaire de « lift » – a bien évidemment la conséquence inverse et la balle plonge plus rapidement.
[7] L’effet Magnus a été utilisé pour propulser des bateaux comme l’Alcyone du commandant Cousteau (turbovoile).
[8] Par utilisation du théorème de Bernouilli en considérant que l’air se comporte comme un fluide incompressible ce qui est parfaitement acceptable étant donné les vitesses des balles.
[9] Faites-en l’expérience vous-même. Passez votre main, à plat, à travers la vitre d’une voiture, il ne se passe rien. En revanche, si vous l’inclinez légèrement vers l’avant, vous allez la voir partir rapidement vers le haut.

[10] Notablement, il existe aussi la traînée d’onde pour les objets supersoniques et la traînée induite, celle qui produit les fameux tourbillons de sillage au bout des ailes des avions.
[11] Cela n’est pas forcément évident de prime abord. Ceci explique pourquoi un solide a plus de difficultés à se mouvoir dans certains milieux.
[12] Il existe une fonction mathématique qui permet de la balle à l’aile d’avion : la transformation de Joukovsky du nom du scientifique russe, Nikolaï Joukovski (ou Zhukovsky) qui l’a théorisée. Les puristes m’objecteront – à raison – que cette transformation est appliquée à un cylindre. Mais dans le plan, un cylindre ou une boule, ont la même image, à savoir un disque. Concrètement, cette transformation est dite conforme c’est-à-dire qu’elle bijective et qu’elle conserve les angles mais pas les distances. Dans la vie de tous les jours, on peut voir des exemples de l’utilisation de cette fonction mathématique : les projections d’une sphère en deux dimensions (projection Mercator en cartographie).
[13] On parle alors d’inversion du gradient de pression.
[14] Le même phénomène peut se produire pour une aile d’avion quand celle-ci est trop inclinée. La couche limite décolle ce qui résulte en un décochage – parfois fatal – de l’aile.
[15] Inventé à la fin du XIXème siècle par Osbourne Reynolds (1842-1912), il est l’une des grandeurs fondamentales de la mécanique des fluides.
[16] Si vous en voulez un, ouvrez votre robinet. Quand le débit est élevé, les filets de l’eau irréguliers et erratiques sont caractéristiques d’un écoulement turbulent.
[17] Valeur strictement indicative.
[18] Même si certains se sont amusés à créer des balles avec un nombre impair d’alvéoles.
[19] La première est appelée « balle anglaise » ; la deuxième « balle américaine ».
[20] D’après une information du journal Le Point (consultable à ce lien), certains suggèrent que l’on pourrait jouer avec des balles encore plus grandes.
[21] Un procès – réglé à l’amiable par le versement d’une forte somme d’argent – a opposé l’USGA et Polara. Publié par  

Source: http://xela42.blogspot.fr/2014/02/il-etait-une-fois-la-balle-de-golf.html

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