Découvrez la nouvelle technique de bowling au cricket qui déroute les batteurs !

Bien que le cricket existe sous une forme ou une autre depuis des siècles, la stratégie du jeu continue d’évoluer au XXIe siècle. Parmi les nouvelles stratégies employées par les “bowlers” — l’équivalent du lanceur en baseball — figure la livraison de la balle avec le bras positionné horizontalement près de la ligne des épaules. Cette technique s’est révélée remarquablement efficace pour “tromper” les batteurs quant à la trajectoire de la balle.

Des scientifiques de l’Amity University Dubai aux Émirats Arabes Unis ont voulu étudier l’efficacité de cette approche, et ont mis en œuvre des expériences en tunnel à vent pour tester l’aérodynamisme des balles de cricket. L’équipe a conclu que ce style de lancer génère un effet de rotation à grande vitesse qui déplace la trajectoire de la balle en plein vol — un effet également observé dans certains lancers de baseball, selon un nouveau document publié dans la revue Physics of Fluids.

“Les styles de lancés uniques et peu orthodoxes démontrés par les joueurs de cricket ont suscité une attention significative, notamment en mettant en avant leur maîtrise avec une nouvelle balle durant les premières phases d’un match,” a déclaré Kizhakkelan Sudhakaran Siddharth, un ingénieur mécanique à l’Amity University Dubai. “Leurs techniques de lancer trompent souvent les batteurs, rendant ces bowlers efficaces durant toutes les phases d’un match dans presque tous les formats du jeu.”

Comme nous l’avons signalé précédemment, toute balle en mouvement laisse une traînée d’air lors de son déplacement ; la traînée inévitable ralentit la balle. La trajectoire de la balle est influencée par son diamètre, sa vitesse, ainsi que par de petites irrégularités sur sa surface. Prenons l’exemple des balles de baseball, qui ne sont pas complètement lisses ; elles possèdent une couture en forme de huit. Ces coutures sont suffisamment rugueuses pour affecter l’écoulement de l’air autour de la balle lorsqu’elle est lancée vers le marbre. Lorsque la balle de baseball se déplace, elle crée un tourbillon d’air autour d’elle, communément connu sous le nom d’effet Magnus. Les coutures surélevées brassent l’air autour de la balle, créant des zones de haute pression à divers endroits (en fonction du type de lancer) qui peuvent causer des déviations dans sa trajectoire.

Les physiciens étudient avec enthousiasme les balles de baseball depuis les années 1940, lorsque Lyman Briggs a été intrigué par la question de savoir si une balle courbe se courbe réellement. Au départ, il a sollicité l’aide du personnel de lancer des Washington Senators au Griffith Stadium pour mesurer la rotation d’une balle lancée ; l’idée était de déterminer dans quelle mesure la courbe d’une balle de baseball dépend de sa rotation et de sa vitesse.

Briggs a ensuite réalisé des expériences en tunnel à vent au National Bureau of Standards (maintenant le National Institute of Standards and Technology) pour obtenir des mesures encore plus précises, car il pouvait contrôler la plupart des variables. Il a découvert que c’est la rotation, plutôt que la vitesse, qui est le facteur clé provoquant la courbure d’une balle lancée, et qu’une balle courbe pouvait plonger jusqu’à 17,5 pouces en se déplaçant du monticule du lanceur au marbre.

En 2018, nous avons rapporté une étude de l’Utah State University visant à expliquer le mouvement inattendu d’une balle rapide à travers des expériences utilisant des balles de baseball de Little League. Les scientifiques de l’USU ont tiré les balles une par une à travers une chambre remplie de fumée. Deux capteurs rouges détectaient les balles lorsqu’elles passaient, déclenchant des lasers qui agissaient comme des flashs. Ils ont ensuite utilisé la vélocimétrie par image de particules pour calculer l’écoulement de l’air à un endroit donné autour de la balle. Conclusion : tout dépend de la vitesse de rotation, de l’axe de rotation et de l’orientation de la balle, et il n’existe aucune différence aérodynamique significative entre une balle rapide à deux coutures et une à quatre coutures.

En 2022, deux physiciens ont développé un système de mesure de vitesse guidé par laser pour mesurer le changement de vitesse d’une balle de baseball en plein vol, puis utiliser cette mesure pour calculer l’accélération, les diverses forces agissant sur la balle, ainsi que la portance et la traînée. Ils ont suggéré que leur approche pourrait également être utilisée pour d’autres sports à balles comme le cricket et le football.

De même, les alvéoles sur les balles de golf réduisent l’écoulement de traînée en créant une couche limite turbulente d’air, tandis que la rotation de la balle génère de la portance en créant une zone de pression d’air plus élevée en dessous de la balle que sur le dessus. Les motifs de surface des ballons de volley-ball peuvent également affecter leurs trajectoires. Les ballons de volley-ball conventionnels ont six panneaux, mais les conceptions plus récentes ont huit panneaux, un motif en nid d’abeille hexagonal ou des alvéoles. Une étude de 2019 a trouvé que les panneaux de surface sur les ballons de volley-ball conventionnels pouvaient donner lieu à des trajectoires imprévisibles sur les services flottants (qui n’ont pas de rotation), et modifier les motifs de surface pourrait rendre le vol plus consistant.

D’un point de vue physique, le service flottant est similaire au lancer d’une knuckleball en baseball, qui est largement unaffected par la force Magnus car il n’a pas de rotation. Sa trajectoire est déterminée uniquement par la manière dont les coutures affectent l’écoulement turbulent de l’air autour de la balle de baseball. Les coutures d’une balle de baseball peuvent modifier la vitesse (vélocité) de l’air près de la surface de la balle, accélérant ou ralentissant la balle, selon que ces coutures se trouvent en haut ou en bas. Les panneaux sur les ballons de volley-ball conventionnels ont un effet similaire.