thumb|Boomerang classique en bois. Un boomerang est un outil construit avec des profils porteurs lui permettant de revenir, en tournant sur lui-même, vers le lanceur. L'impulsion initiale et les forces exercées sur les pales au cours de leur rotation, notamment la force et la direction du vent, déterminent la forme de la trajectoire.
La forme originale, et la plus connue pour avoir été inventée comme arme de chasse par les aborigènes d'Australie, comporte deux pales et est à l'origine conçue pour un lancer droit. Les boomerangs modernes peuvent présenter trois voire plus de pales et sont utilisés pour le loisir ou comme activité sportive, éventuellement dans le cadre de compétitions nationales et internationales.
Appellation Le terme (prononcé )« boomerang » est la transcription anglaise d'un mot ou d'une expression à la langue indigène des Aborigènes d'Australie (wo-mur-rang) dont la signification exacte n'est pas clairement établie ; les dictionnaires français font mention de l'usage des graphies : bommerang, bommereng, boumerang, boomarang, boomerang. de bumarin inventé et utilisé à l'origine par le peuple aborigène des régions des Territoires du Nord et de Nouvelle-Galles du Sud, a été repris par extension pour désigner des armes de guerre ou de chasse analogues existant dans d'autres régions d'Australie et du monde (où des objets comparables sont connus depuis des millénaires).
Histoire thumb|Boomerangs australiens. La plus ancienne relation connue du vol d'un boomerang date de 1802. Le 12 novembre de cette année, Francis Barrallier note dans son journal qu'il a vu des indigènes lançant Tony Butz, An investigation of the word boomerang in Aboriginal and English languages : Barrallier did not give it a name, but referred to it only as a ‘piece of wood in the form of a half circle’.. Le boomerang serait dérivé du bâton de jet, arme ancienne (d'appellation moderne hunting stick ou killing stick), qui se présente comme un bâton dont la forme aérodynamique et la mise en rotation permettent d'accroître la portée (jusqu'à ). Initialement taillé dans du bois ou de l'os, un bâton de jet de chasse ou de guerre est conçu pour voler en ligne droite. L'énergie accumulée en rotation stabilise la trajectoire de l'objet. Il ne revient pas vers son lanceur, même s'il manque son but. Une variante de ce projectile possède la propriété de revenir vers son lanceur s'il est lancé correctement ; cette qualité devait être pour les aborigènes australiens l'occasion d'exercices de jeu et d'adresse. Pour la même raison, on s'intéresse aujourd'hui à ce type d'objet volant, ce qui explique que le terme « boomerang » s'entende généralement pour un objet volant revenant vers son point de départ.
thumb|4 boomerangs du tombeau du pharaon Toutânkhamon (-1336-1326 avant J.-C.). Ces boomerangs en bois dur ne pouvaient pas revenir vers leur lanceur en raison de leur courbure contrairement à d'autres boomerangs trouvés dans le tombeau.
Même s'il en est devenu un des symboles., le boomerang n'est pas spécifique à l'Australie : un bâton de jet ancêtre direct des objets de type boomerang vieux de , a été retrouvé en 1985 lors de fouilles archéologiques à Oblazowa en Pologne. Il s'agit d'un objet en ivoire. Mais les projectiles de type boomerang véritablement capables de retour ne sont attestés en Europe qu'à l'époque du deuxième âge du fer vers 800 avant notre ère à Magdebourg en Allemagne et à l'époque de La Tène, 300 ans avant notre ère, à Velsen aux Pays-Bas. Le plus vieux boomerang en bois connu, daté de , a été trouvé dans une tourbière à Wyrie Swamp en Australie du sudPage dédiée sur le site du South Australian Museum (anglais). Plus récemment, des archéologues éthiopiens ont trouvé plusieurs spécimens dans la capitale, Addis-Abeba. Des objets coudés en bois recouverts d'or pouvant être des boomerangs ont été retrouvés en Égypte dans la tombe du pharaon Toutânkhamon ( ) et un bâton de jet gaulois (120 à 80 ans ), proche d'un objet de type boomerang mais servant probablement plutôt à chasser les oiseaux, a été découvert à Urville-Nacqueville en France..
Le boomerang est dérivé de certains types de bâtons de jet, eux-mêmes dérivés du bâton à fouir qui est un outil agricole servant à déterrer des racines alimentaires.
Caractéristiques Un boomerang « classique » de sport possède deux pales, reliées par un coude plus ou moins arrondi, ouvertes d'un angle variable (entre 60 et 120 degrés). Le modèle le plus courant est un coude d'un angle d'environ 107°. Les pales ont un profil d'aile d'avion, arrondi au bord d'attaque et plus plat vers le bord de fuite.
La corde de la pale est d'environ , l'épaisseur du profil environ 5 à (soit 10 à 16 % d'épaisseur relative). L'intrados du profil (le dessous pour une aile) est le plus souvent plat. L'envergure est de l'ordre de 40 à , le poids varie entre 30 et , en moyenne . Le centre de gravité est situé quelque part "dans le vide" entre les deux pales.
Il existe des boomerangs de droitier et de gaucher, les bords de fuite et d'attaque sont alors inversés. Il existe des modèles à trois ou quatre pales, qui vont généralement moins loin mais qui reviennent à leur expéditeur plus facilement (le tripale particulièrement).
Fabrication La fabrication industrielle est en bois lamellé ou en matière plastique. Il est possible de réaliser des boomerangs dans de nombreux matériaux : bois, plastiques (polypropylène, ABS...), bakélite, fibre de verre, carbone, etc.
La fabrication d'un boomerang peut se faire à partir d'un planarticle de la revue Pour la Science ( de mai 1979), Les boomerangs ! Comment les construire et les faire voler, par Jearl Walker.. Un patron de découpe, une planche de contreplaqué dense, de préférence avec beaucoup de couches (qualité marine, essence acajou ou moabi, ou bien bouleau type aviation), des outils à bois et quelques heures de travail suffisent à obtenir un modèle pour débutant. On peut tailler le profil à la râpe et le finir au papier de verre, en essayant régulièrement son travail jusqu'à satisfaction.
Lancer Repérer la direction du vent et se placer face à celui-ci. Le lancer s'effectue sous un angle de 45° par rapport au vent. Tenir le boomerang de manière que, bras à l'horizontale devant soi, il soit perpendiculaire au sol. Ramener le bras derrière la tête, puis lancer le boomerang en cherchant à ce qu'il ait une trajectoire parallèle au sol, tout en lui imprimant un mouvement de rotation sur lui-même. Analyser la trajectoire de retour : si le boomerang tombe devant le lanceur, le relancer dans une direction qui forme un angle plus fermé avec la direction du vent. si le boomerang tombe derrière le lanceur, le relancer dans une direction qui forme un angle plus ouvert avec la direction du vent.
Paramètres de la trajectoire thumb|Boomerangs modernes. La trajectoire n'est pas circulaire, parce que la force de rappel n'est pas fixe mais dépend de nombreux paramètres.
Portance de pales Les pales du boomerang produisent des forces aérodynamiques : la portance, perpendiculaire au plan de la pale ; la traînée, dirigée dans le plan de la pale et vers l'arrière, freine l'engin et ralentit sa rotation (mais n'intervient pas dans le retour).
Ces forces aérodynamiques dépendent de la vitesse de translation (par rapport à l'air) et de la vitesse de rotation.
Avec un lancement dans un plan strictement vertical, la portance se traduit par une force strictement latérale, dans un sens dépendant du profil de l'aile. Typiquement, un boomerang pour droitier lancé dans un plan vertical produit une portance vers la gauche, donc une trajectoire tournant vers la gauche.
Pale avançante et reculante Comme le boomerang se déplace en rotation, la vitesse relative dans l'air est plus importante pour la pale supérieure (avançante) que pour la pale inférieure (reculante). La pale supérieure développe une plus grande portance que la pale inférieure.
Ce phénomène est connu, notamment à cause du problème de stabilité des hélicoptères qu'il a posé et qu'il a fallu résoudre : à cause de la différence de portance, le plan de rotation de pales s'incline sur le côté. Si le calage (l'incidence) des pales d'un hélicoptère en translation était fixe, il basculerait sur le côté.
La même chose se produit pour le boomerang : le plan de rotation s'incline autour de l'axe parallèle à la vitesse de l'engin ; si le plan de rotation est vertical, il tend à se coucher, et la portance, d'abord dirigée vers la gauche, bascule vers le bas.
Effet gyroscopique Alors intervient la précession gyroscopique, contraire à ce basculement : grâce aux effets d'inertie dus à la rotation, le basculement sur le côté s'accompagne d'un mouvement dit de « précession », décalé de 90 degrés dans le sens de la rotation, ayant pour effet de faire tourner vers la gauche le plan de rotation. Ce qui réoriente la force de portance vers l'intérieur du virage. C'est grâce à cet effet que le boomerang suit une trajectoire courbe et revient vers le lanceur.
Combinaison des conditions En résumé, pour un boomerang de droitier lancé verticalement : la rotation initiale est sur un axe horizontal, pale avançante en haut, pale reculante en bas, la portance est une force dirigée vers la « gauche » (par rapport à la trajectoire initiale), la portance étant asymétrique (plus forte en haut qu'en bas), elle produit une rotation de l'axe de rotation du boomerang : par effet gyroscopique, qui décale de 90° dans le sens de la rotation, cela provoque une précession: l'avant s'incline vers la gauche, l'arrière vers la droite comme il y a plus de portance à l'avant qu'à l'arrière, l'axe de rotation tourne également vers la gauche: le boomerang se met à plat. C'est ce qui arrive aussi à un frisbee, ou un caillou de ricochet. ce qui déplace l'axe de la portance : elle ne s'exerce plus vers la « gauche », mais vers « l'intérieur » de la trajectoire, ce qui lui fait jouer le rôle d'une force de rappel et ramène le boomerang vers son lanceur.
Le réglage du retour Les paramètres qui influent sur le retour sont : les caractéristiques physiques du boomerang : le poids (comme tout projectile), le moment d'inertie du boomerang (plus il est fort, plus la précession et donc l'effet de retour sont forts), le profil des pales (qui conditionne la portance), les paramètres de lancement : la vitesse initiale, qui influe également sur la portance (plus de vitesse = plus de portance) le plan de lancement (plus il est vertical, plus la courbure de la trajectoire se produit tôt) la vitesse de rotation (plus elle est forte, plus la différence de portance est grande, et plus le retour est marqué).
Sécurité Un boomerang mal rattrapé peut blesser les mains du lanceur ou tout autre partie du corps : il vaut mieux rattraper un boomerang avec les mains à l'horizontale, si besoin avec des gants, en évitant le niveau du visage, le boomerang pouvant être incomplètement saisi et arrêté. Faire attention aux spectateurs qui doivent rester à distance suffisante ; un boomerang vole vite, il peut surprendre et blesser des personnes ne connaissant pas la trajectoire en courbe d'un boomerang, S'assurer d'un espace libre suffisamment grand pour ne pas risquer de heurter tout objet ou surface, Estimer la force du vent : ne pas le lancer si le vent est trop fort.
Formes de pratique sportive La pratique sportive du boomerang fait l'objet de compétitions un peu partout dans le monde, comportant différents types d'épreuves. Suivant celles-ci, le classement s'établit en fonction de la longueur de la trajectoire, de sa précision, de sa durée, de la vitesse, ou de rattrapages imposés. Il existe une coupe du monde depuis 1988 tous les deux ans dans un pays différent et une fédération internationale gère le règlement des épreuves ainsi que l'homologation des records.
Pour chaque type d'épreuve, le participant choisit un type de boomerang performant, parmi tous ceux qu'ils utilisent ordinairement.