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Le ballon de la Coupe du Monde de football est parfait, trop parfait...

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Le ballon de la Coupe du Monde de football 2010, conçu par des ingénieurs, est censé être particulièrement stable et résistant. Mais certains des gardiens de but confrontés à ce ballon high-tech se sont plaints de son comportement parfois imprévisible. Des études indépendantes en soufflerie le confirment.

Le Jabulani, la ballon officiel de la Coupe du Monde de football 2010. Crédit : FIFA

Il s'appelle le Jabulani, ce qui signifie en zoulou « être joyeux », et c'est le ballon officiel de la Coupe du monde de football 2010 qui va se tenir en Afrique du Sud. D'ordinaire, un ballon de football est le résultat de l'assemblage de 32 pièces, 20 hexagones et 12 pentagones. Pour le Jabulani, une technologie de soudage thermique a permis de n'utiliser que 8 éléments, le tout formant une forme sphérique avec une précision jamais atteinte si l'on en croit son fabricant, la firme Adidas. S'y ajoute une texture dite grip'n'groove, qui assurerait un meilleur contrôle du ballon, des trajectoires de balles particulièrement stables et une accroche parfaite.

Toujours d'après Adidas, le Jabulani serait le premier ballon de football aérodynamiquement profilé. Il a été conçu par des ingénieurs à l'aide de tests en soufflerie et de simulations numériques s'étendant sur plusieurs années, en particulier à l'Université de Loughborough en Grande-Bretagne.

Pourtant, plusieurs joueurs, en particulier les gardiens de buts, se plaignent de ce ballon qui brouille leurs repères en ne se comportant parfois pas du tout comme ils en ont l'habitude. Il adopte parfois des trajectoires compliquées et imprévisibles...


Le Jabulani a passé de nombreux tests en laboratoire afin d'optimiser ses propriétés comme le montrent des spots TV d'Adidas. Crédit : Adidas Football TV

Excellent au labo, décevant sur le terrain

Des ingénieurs japonais, avec parmi eux Takeshi Asai de l'Université de Tsukuba, ont conduit leurs propres études indépendantes en soufflerie. Ils ont constaté que la forme et la surface du Jabulani étaient justement trop proches d'une forme sphérique parfaite et parfaitement lisse.

D'ordinaire, les défauts de surface du ballon ont tendance à compenser les instabilités aérodynamiques liées à l'écoulement de l'air autour du ballon quand la turbulence augmente. Mais malgré des rainures effectivement ajoutées par ses concepteurs, et même si la stabilité est effectivement accrue dans certaines situations, la perfection du Jabulani se paie par l'apparition d'autres instabilités qui rendent parfois la trajectoire erratique.

Kazuya Seo de l'Université de Yamagata au Japon, a constaté que si, à grande vitesse - de l'ordre des 70 à 120 km/h -, la stabilité du ballon est accrue et lui permet de rester en vol quelques mètres de plus, des forces de frottement plus élevées que pour les ballons habituels apparaissent subitement, juste en dessous de 70 km/h. L'écoulement de l'air, de turbulent, devient soudain laminaire, ce qui augmente la force de traînée.

Surtout, le Jabulani semble plus sensible que les autres aux fluctuations de la force de l'effet Magnus, un phénomène bien connu et mis à profit, de façon indirecte, par le commandant Cousteau et ses collègues avec l'Alcyone. Le Jabulani tourne sur lui-même et ce mouvement combiné avec son déplacement conduit dans un certain régime de vitesses à l'apparition d'une force perpendiculaire à sa trajectoire. C'est précisément l'effet Magnus, du nom son découvreur, Heinrich Gustav Magnus (1802-1870), un physicien allemand. C'est d'ailleurs grâce à lui que les joueurs de football sont capables de produire la fameuse frappe banane contournant un obstacle.

Au final, tout ceci expliquerait pourquoi malgré des études ayant amélioré les performances du ballon en laboratoire, des défauts subtils apparaissent maintenant dans des tests sur le terrain...

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