L’épreuve de casse la physique nous explique comment ça marche.

Trucage ou pas ?

Spectaculaire pour le néophyte, l’épreuve de casse est souvent perçue par le grand public comme un tour de magie. On entend même parfois murmurer lors de démonstrations  » il y a un truc là dessous  » ! En fait, les planches, briques tuiles et autres matériaux qu’utilisent les karatékas, taekwondoïste, pratiquants de kung fu et autres disciplines pour leurs démonstrations ne sont pas trafiquées. En fait, un geste précis avec la bonne puissance permet de briser sans se blesser et sans difficulté des matériaux apparemment très résistants. La physique explique très bien les principes qui permettent ces  » exploits.

Pourquoi ?

Il existe deux sortes de casse, d’un côté la casse active qui consiste à briser un matériau inerte et de l’autre la casse passive qui consiste à se faire casser un matériau sur le corps par un tiers. L’épreuve de casse, très spectaculaire est souvent détournée de sa fonction première pour impressionner un public et faire la promotion de son art. Cependant, sa finalité première reste de tester la technique et la résistance du pratiquant.

Comment ça marche ?

Comment un homme peut-il briser d’un coup de pied ou de poing une planche de bois ou une pile de tuiles ? En fait le secret de la réussite réside dans la transmission d’une grande quantité d’énergie sur une petite surface associée à un geste précis pour éviter de se blesser.

La physique nous l’explique

La quantité d’énergie nécessaire pour réaliser la rupture d’un objet dépend de sa géométrie.et son élasticité. A titre d’indication, une planche de bois en pin de lorraine carrée de 30cm de côté et 2cm d’épaisseur se rompt sous la contrainte d’une force de 500 N (newton. La rupture de la planche s’effectue après une flexion d’environ 1cm ce qui permet de déduire le travail de la force W=F. d où  » F est la force de  » d  » le déplacement (flexion) soit W=5 j (joule) qui est l’énergie nécessaire à la casse. Pour une plaque de ciment de même géométrie la flexion avant la rupture n’est que de 0.6mm mais la force doit être de 3000 N NEWTON° Le calcul de l’énergie nécessaire à la casse nous donne E=1,8 j (joule. Il semble ainsi plus facile de rompre une plaque de ciment qu’une planche de bois.

Cependant, les pratiquants d’arts martiaux s’accordent à dire que l’inverse est plus facile ! En fait la transmission de l’énergie du poing vers le matériau s’effectue d’autant mieux que la masse de l’objet frappé est faible. De ce fait l’énergie est mieux transmise dans le cas d’une casse sur bois que sur ciment. En fait pour apporter au bois les 5 J nécessaires à la case, il faut fournir une énergie d’environ 6,5 J, alors que l’énergie du coup à fournir pour transmettre les 1,8 J au ciment doit être d’au moins 9 J !

Des études (mesures stroboscopiques ont permis de déterminer que la vitesse d’un coup de poing donné de haut en bas pouvait facilement dépasser 400Km /H (soit 11,1m/s en prenant comme hypothèse que la masse moyenne du poing d’un homme adulte est d’environ 0,7kg, on déduit facilement l’énergie mise en jeu dans l’action : E=1/2 m2 où E est l’énergie cinétique,  » m  » la masse du poing et  » v  » la vitesse du poing soit environ E=43 J sans atteindre les vitesses de frappe des plus grand experts on se rend compte qu’un coup de poing donné à 200Km/H met en jeu une énergie de 10,8 joules ce qui est suffisant pour briser une planche de bois ou une plaque de ciment. Dans le cas d’une pile de tuiles l’énergie est transmise du poing à la 1ère tuile. L’onde de choc se propage ensuite dans la pile et sa vitesse décroît progressivement avec l’énergie libérée dans les casses successives de tuiles.

Mais attention car une hésitation un geste trop lent ou mal approprié et l’onde de choc rebondit sur la cible et se retourne contre le frappeur. L’accident est alors au rendez-vous. Et compte tenu des énergies mise en jeu la blessure peut-être sérieuse.