Vitesse de balle et Smash Factor

Vous avez sans doute entendu parler de ces paramètres utilisés en fitting, ou lors d’un championnat lorsqu’un joueur frappe fort un drive et le commentateur nous parle d’un « smash factor de 1,5 » correspondant en théorie au maximum atteignable sur un driver.

Dans la même logique, il ne vous a pas échappé que depuis 2 ou 3 ans tous les fabricants mettent en avant des clubs augmentant la « vitesse de balle » (ballspeed). Ces deux paramètres étant liés, cet article va vous aider à comprendre comment on les calcule et comment on peut les optimiser comme les pros du circuit.

  1. Le calcul

1,1 Le calcul de la vitesse de balle

Je me base ici sur les analyses d’un expert en la matière, Dave Tutelman, dont je lis régulièrement les nouveaux articles. Dave est un passionné de golf à la retraite, ancien ingénieur informatique chez IBM, BELL et AT&T. Il est toujours actif et désormais consultant notamment en design de shafts pour des entreprises comme True Temper, et a aussi développé un logiciel de trajectoire de balle (TrajectoWareDrive).

Pour comprendre le « smash » il faut déjà comprendre la notion de vitesse de balle, c’est à dire la vitesse de sortie de la balle au moment de l’impact.

La formule simplifiée, avec une compression parfaite, serait :

Vball  =  Vclubhead

2


1 + m/M


Avec m = masse de la balle (environ 46 grammes)

et M = masse de la tête (en moyenne 200 grammes pour un driver)

Mais dans la pratique cette compression ne peut être parfaite, et il y a toujours une perte d’énergie à l’impact. Cette perte d’énergie est liée :

> au Coefficient de restitution de l’énergie d’une face qui ne peut dépasser 0.830 (lire notre article sur le COR ici)

> au loft de la face de club : la compression de balle serait en théorie parfaite avec un loft de zéro degré, mais cela n’existe évidemment pas. La vitesse de balle décroit avec le loft, la perte d’énergie a été mesurée par un cosinus.

> à l’endroit ou la balle est impactée sur la face. Sans rentrer dans les détails, Dave estime que pour un demi inch s’éloignant du « sweetspot » on perd 7% d’energie (donc de vitesse de balle).

Nous arrivons donc à une formule beaucoup plus complète (mais qui reste une estimation, d’autres facteurs pouvant rentrer en compte comme le type de balle, l’orientation de la tête de club à l’impact, …) ici :

Vball  =  Vclubhead 

1 + e


1 + m/M

 cos(loft) * (1 - 0.14*miss)

Avec e = COR de la face (exemple : 0,830 pour un driver)

et miss = distance en inch séparant l’impact du sweetspot.

1,1 Le calcul du smash factor (SF)

Le SF est tout simplement le ratio vitesse de balle / vitesse de club.

Il mesure donc la capacité d’un joueur à transférer de l ‘énergie à la balle par rapport à sa vitesse de swing.

Ainsi, on peut tout à fait avoir un joueur avec une vitesse de club lente mais un SF très élevé, plus élevé même (je l’ai constaté en fitting!) que des joueurs beaucoup plus puissants.

Le calcul est donc :

SF =  

Vball


Vclubhead 

  =  

1 + e


1 + m/M

 cos(loft) * (1 – 0.14*miss)

2. Comment optimiser le smash factor ?

2.1  Le smash factor (SF) maximum

> le COR (e) est ce qu’il est sur une face de club. La limite légale est de 0,830

> la masse de la balle (m) est aussi fixée à un maximum de de 46 grammes par l’USGA

> la masse d’une tête de driver est environ de 200 grammes

> prenons un loft de 5°, joué par les « long drivers », qui semble être la limite même pour ces plus gros frappeurs

> partons d’une frappe parfaite, où le « miss » est donc de zéro

Nous obtenons donc :

SF max = ((1+0,830)/(1+46/200)) x cos(5°) = (1,830/1,23) x 0,996 = 1,48

Nous ne sommes donc pas exactement au chiffre de 1,5 « vendu » comme l’optimum par certaines marques et commentateurs sportifs et si, lors d’un fitting, vous obtenez un SF compris entre 1,44 et 1,465 (optimum avec un loft de 10°), vous avez d’excellents résultats qu’il sera difficile d’améliorer !

Voici les SF « maximum » selon les lofts et les COR « moyen » pour chaque club :

Club

Loft standard

Masse standard

COR moyen

Smash
Factor

Driver

10

200

0.83

1.465

Bois 3

15

210

0.80

1.426

Hybride

20

242

0.79

1.413

Fer 5

26

256

0.77

1.349

Fer 8

38

277

0.77

1.212

Pitching wedge

46

291

0.77

1.062

2.2 Comment optimiser son SF

Si l’on reprend les paramètres de la formule de Tutelman, il n’y a vraiment que deux variables sur lesquelles on peut jouer :

> une variable statique gérable par un clubmaker : la masse du club. Il est important de vérifier que chaque club est bien étalonné en termes de poids en tête.

NB. : on retrouve l’intérêt sur un driver d’avoir un poids plus important (voir à ce sujet le NO BRAINER).

> une variable dynamique gérable par le joueur et un coach : l’impact de balle et les décentrages (miss) du sweetspot.

C’est vraiment ici que le gain en SF sera le plus spectaculaire, avec du travail bien entendu !

Souvenez vous : 7% de perte d’énergie pour seulement ½ inch (1,27 cm) d’écart avec le sweetspot … sachant qu’une face de driver mesure environ 5 x 5 inch (longueur x hauteur), imaginez la perte en vitesse de balle (et SF) dès lors que vous vous éloignez de 2,3, ou 4 inches de la zone d’impact idéale !

Contactez nous pour toute question !

5 thoughts on “Vitesse de balle et Smash Factor”

  1. Salut,
    Très intéressant cette formule. Elle m’amène donc à poser plusieurs questions :
    – comment track l’an enregistré des score de SF supérieurs à 1,46? Exemple : Fred couples à un SF moyen mesuré à 1,49+ en tournoi. J’ai moi-même été mesuré à 1,51 à multiples reprises sur trackman lors de mon fitting avec un driver Adams speedline.
    – les drivers fabriqués en série respectent ils toujours la limite ?
    – est-ce que le SF correspond à l’énergie restituée par le club dans la balle ou le rapport entre vitesse de club et vitesse de balle au départ du club ? Auquel cas, le type de balle intervient largement dans le résultat. Prenons par exemple une balle à basse compresse (les wilsons pour ne pas les citer) et les balles a plus forte compression (les Pinacles), la différence de restitution sera considerable, non ?
    – enfin, l’angle du loft statique n’est pas le meme que l’angle dynamique et peut donc être augmenté ou diminué avec la technique. De ce fait, doit on considérer l’angle dynamique ou statique pour ce calcul ? (Moi je dirai dynamique 😉 )
    Merci encore pour vos postes techniques, c’est très intéressant.
    Bien à vous
    Gregoire

  2. Grégoire,

    Moi aussi, le chiffre de 1.48 « maxi » m’a surpris, et pourtant Dave Tutelman est la personne la plus compétente dans ce genre de calcul, j’en suis certain. Dans un de ses articles il vous donne la réponse à la première question :
    > les pros ont des SF de 1.49 car ils ont des drivers sélectionnés à la main avec un COR maximal sur toute la face. Eux seuls ont accès à ce type de matériel …
    > il m’est arrivé aussi de « voir » (sur Trackman et mon ES14) des SF de 1.51 voir 1.52. Tutelman est clair à ce sujet : cela est dû à une erreur de lecture du radar (même un Trackman n’est pas 100% infaillible), soit sur la vitesse de balle soir sur la vitesse de club.
    > oui, les balles vont avoir une incidence sur le SF, c’est pourquoi une marque comme Bridgestone a été la première à proposer des « fitting » de balle qui vont correspondre à tel ou tel joueur.

    Voici le passage en anglais de Dave qui répond en partie à vos questions :

    « I know that the TV announcers sometimes point to a measurement at one of the holes in a tournament they are covering, and say something like, « That ball was struck so well it even sounded different. And look at those readings; the smash factor is over 1.5! » So what is going on here. I can think of two ways this can happen:
    The most likely is measurement error. Many people assume that the output of digital instruments is always 100% accurate. It isn’t. Every experienced clubfitter and golf researcher knows that launch monitors give bad readings from time to time (probably in the vicinity of 5-10% of the time), and you have to recognize and discard those readings. The announcers don’t know this, and rhapsodize about how pure the ball strike was that it even confounded the physics behind the game.
    Less likely, but still a distinct possibility, is non-conforming clubs or balls. Remember, the Tour pros are walking advertisements for the equipment they play, and they are well paid to be advertisements. So it is likely that they are using selected « outliers » in terms of spring face (for the driver) and rebound (for the balls). There are two ways this can happen. Both depend on the statistical distribution of every parameter of every product that has ever come off an assembly line. If you build golf clubs to a design value of 0.83 for COR, some of the drivers will be 0.82 and some 0.84; how many statistical outliers you find depends on the quality control in manufacturing and testing. Given this variation, two scenarios will put the best clubs and balls in the hands of the Touring pros:
    The manufacturer wants his sponsored players to do well in public. So the company is motivated to select the best clubs and balls that come through quality control testing, and save them for the sponsored players.
    The sponsored player does not pay anything for the clubs or balls. So he or she can, and typically does, try a bunch of samples and pick the ones that perform best to put in the bag.
    Either way, it is likely that the clubs and balls in a Tour pro’s bag are right at — or even beyond — the legal limit.
    None of these explanations says that the apparently huge smash factor is actually due to really pure ball striking.

    Conclusion

    The best smash factor you can expect with a standard driver is about 1.47. If you go to a heavier driver clubhead or lower loft, you can do a little better — though you’ll still probably fall short of 1.50.

  3. Hello,
    Est-ce vitesse et l’ acceleration sont pris en compte dans ce calcul ? Parce que la force appliquée à la balle ne dépend pas seulement de la vitesse pure de la tête de club, mais aussi de sa masse et de son accélération.
    L’effet rebond d’une face est d’ailleurs un acteur dans le smash factor. Et je dirais que le shaft aussi du coup 🙂
    Ainsi que l’angle d’attaque.
    Le maximum est donc au delà du calcul proposé selon moi 🙂 mais je ne suis hyper fort en maths, donc ce ne sont que des hypothèses 😉
    Cdt

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