Usain Bolt contre les voitures de sport

La situation de départ

Le 5 août, la cérémonie d’ouverture des Jeux olympiques d’été 2016 aura lieu à Rio de Janeiro, au Brésil. L’attention de l’ensemble du monde sportif sera alors focalisée sur la première édition de ce tournoi en Amérique du Sud.

En athlétisme, le 100 mètres est généralement un moment fort. Décidée en moins de 10 secondes, cette courte distance libère énormément d’adrénaline et de tension. Depuis quelques années, un nom est particulièrement mis en avant dans cette discipline : Usain Bolt.

Le sprinter jamaïcain s’appelle Usain St. Leo Bolt de son nom complet et a reçu de nombreuses distinctions, des Jeux olympiques aux championnats du monde en passant par les records du monde. Il est le seul à avoir réalisé un temps inférieur à 9,6 secondes au 100 mètres, soit 9,58 secondes.
Mais comment le sprinter Bolt se compare-t-il aux puissantes voitures de sport? ES Magazine a fait quelques calculs.

Le challenger

Usain Bolt a couru le 100 mètres en 9,58 secondes lors de son record du monde. Il a atteint une accélération de 9,5 m/s2 et une vitesse maximale de 43,92 km/h. Ceci avec une puissance de 3,5 chevaux et un rapport poids/puissance de 26,587 kilogrammes par cheval-vapeur (kg/ch).

Le coefficient de résistance de l’air était de 1,2. 7,79% seulement de l’énergie libérée par Bolt pendant la course a été effectivement utilisée pour l’accélération, le reste s’est évaporé en raison de la grande résistance de l’air.

Les opposants

La Porsche Boxster S, la Ferrari 458 Italia et la Bentley Bentayga, une voiture de sport moyennement puissante, l’un des bolides les plus rapides du monde et le tout nouveau super SUV de Bentley, sont en compétition contre Usain Bolt. Voici les caractéristiques des trois voitures :

La Porsche Boxster atteint une accélération de 5,555 m/s2 et une vitesse maximale de 279 km/h. Elle dispose de 315 ch et d’un rapport poids/puissance de 4,254 kg/ch. Le coefficient de traînée est de 0,29. La Porsche Boxster S couvre la distance de 100 mètres en 6 secondes.

Le Bentley Bentayga accélère avec une vitesse de 7,037 m/s2 pour atteindre une vitesse maximale de 301 km/h. La puissance de 608 ch donne un rapport poids/puissance de 3,9836 kg/ch. Le coefficient de traînée est étonnamment bas pour un SUV : 0,34. Le Bentley Bentayga couvre la distance de 100 mètres en 5,0198 secondes.

La Ferrari 458 Italia atteint sa vitesse maximale de 330 km/h avec une accélération de 8,17 m/s2. Elle dispose de 570 ch et d’un rapport poids/puissance très bas de 2,5877 kg/ch. Le coefficient de traînée est de 0,330, soit un minimum inférieur à celui du Bentayga. La Ferrari 458 Italia parcourt la distance de 100 mètres en 4,95 secondes.

L’analyse

Usain Bolt accélère étonnamment plus vite que tous les objets comparés, avec 9,5 m/s2, même la Ferrari est à peine plus lente avec 8,17 m/s2. Cependant, le sprinter ne peut pas maintenir cette accélération constante, comme le montre la figure ci-dessous. De plus, l’accélération est relativisée par les différences marquées en termes de vitesse maximale. Face à des vitesses supérieures à 300 km/h, Bolt, avec ses quelque 44 km/h, fait évidemment pâle figure. Il n’est certes pas possible d’atteindre des vitesses aussi élevées en seulement 100 mètres.Les modèles haut de gamme atteignent toutefois environ 150 km/h en 100 mètres.

De plus, Bolt doit faire face à un coefficient de résistance à l’air extrêmement élevé de 1,2, ce qui ne lui permet d’utiliser que 7,79% de sa puissance pour accélérer et parcourir la distance, la plus grande partie étant gaspillée dans la lutte contre la résistance à l’air élevée. Les voitures de sport, en revanche, ont des carrosseries optimisées en soufflerie, avec un coefficient de traînée compris entre 0,29 et 0,34, et un rapport poids/puissance bien plus élevé, avec entre 4,2 et 2,6 kilos pour un cheval-vapeur. Usain Bolt est beaucoup moins efficace, avec environ 27 kg par cheval-vapeur.

La conclusion

Usain Bolt est certes un homme incroyablement rapide, mais il ne semble pas pouvoir rivaliser avec les voitures de sport les plus sophistiquées. Toutes les voitures choisies à titre d’exemple l’ont battu de plus de 3 secondes. Il est néanmoins impressionnant de voir à quel point ces écarts sont faibles. Il convient en outre de noter que des formules de mouvement uniformément accéléré à partir de l’arrêt ont été utilisées pour faciliter le calcul des temps sur 100 mètres des véhicules.

Dans l’ensemble, la puissance rapide dont peut disposer une personne est incroyable. Libérer une puissance de 3,5 CV ( !) dans un être humain est énorme. La vitesse maximale atteinte, plus de 40 km/h, est également extrêmement rapide à pied. Usain Bolt est donc en quelque sorte la voiture de sport parmi les sprinters!