Sport●●●●●Difficulty 3 of 5

Comment Roberto Carlos a-t-il enroulé un coup franc qui semblait partir à côté ?

Un ramasseur de balles s'est baissé, le gardien n'a pas bougé, et il a fallu 13 ans aux physiciens pour expliquer la spirale.

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Le coup franc de Roberto Carlos a autant tourné parce qu'il l'a frappé fort, avec beaucoup d'effet latéral, de très loin, et qu'un ballon qui tourne en ralentissant s'enroule de plus en plus. Le 3 juin 1997, face à la France, il frappe à 40 yards du but avec l'extérieur du pied gauche. Le ballon part si large qu'un ramasseur de balles placé à une dizaine de yards sur la droite se baisse, puis revient dans le cadre pendant que le gardien, Fabien Barthez, reste figé sur place.

La force en jeu, c'est l'effet Magnus. Un ballon qui tourne entraîne avec lui une fine couche d'air, ce qui accélère l'écoulement d'un côté et le ralentit de l'autre. Un écoulement plus rapide veut dire une pression plus basse : le ballon est poussé de côté, vers le côté où tourne son avant. Tu peux aussi le voir comme une action et une réaction : le ballon envoie l'air derrière lui d'un côté, alors l'air pousse le ballon de l'autre.

Schéma d'un ballon en rotation, avec les lignes d'écoulement qui s'incurvent autour de lui et un sillage turbulent dévié d'un côté, et une flèche indiquant la force qui en résulte.
Un ballon en rotation dévie son sillage d'un côté, et l'air le pousse de l'autre : c'est la force de Magnus.Photo: Rdurkacz · CC BY-SA 3.0

Ce qui rend ce coup franc spécial, c'est la fin de sa course. En 2010, une équipe de physiciens français a montré que lorsqu'un ballon continue de tourner pendant que la traînée le freine, sa trajectoire n'est pas un simple arc mais une spirale qui se resserre à mesure qu'il perd de la vitesse. Sur une courte distance, ça se voit à peine. Sur 40 yards, avec une frappe très puissante, la courbe s'accentue juste à l'approche du but : on dirait que le ballon change d'avis en plein vol.

Quiz

0/3

  1. 1.Pourquoi un ballon frappé avec un effet latéral dévie-t-il sur le côté ?
  2. 2.Pourquoi le coup franc de Roberto Carlos a-t-il semblé tourner surtout près du but ?
  3. 3.Pourquoi un coup franc en « knuckleball » flotte-t-il de façon imprévisible ?

Récap

La rotation pousse, la traînée freine, et le ballon ralenti s'enroule plus fort.

Le fait surprenant · Isaac Newton a expliqué l'effet dès 1672 en observant des joueurs de tennis, près de deux siècles avant la démonstration de Magnus.

Sources (5)

Pas de source, pas d'affirmation. Chacun des 25 faits de cette leçon renvoie à au moins une de ces sources.

  1. [1]Magnus effect · Wikipedia
  2. [2]Roberto Carlos · Wikipedia
  3. [3]The spinning ball spiral (Dupeux, Le Goff, Quéré and Clanet, New Journal of Physics, 2010) · HAL open archive (École polytechnique)
  4. [4]Knuckleball · Wikipedia
  5. [5]Rotor ship · Wikipedia
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