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La chimie et le sport
matériel – skis, combinaisons,
casques et bâtons – fait l’objet
de nombreuses études, et
plus précisément pour le ski,
la tribologie
63 des surfaces, la
physico-chimie des surfaces,
la chimie des matériaux pour
les semelles, le dimensionnement et le comportement
vibratoire de la structure, et la
nivologie
64 : en effet, les cristaux de neige évoluent selon
le site, le jour, les conditions
d’hygrométrie ou d’ensoleillement... Toutes ces conditions
modifi ent en permanence le
matériau neige qui est en soi
un matériau très complexe !
Ceci rend alors particulièrement diffi cile l’optimisation
63. La tribologie (du grec
tribein = frotter et logos = étude)
désigne la science qui étudie les
phénomènes susceptibles de se
produire entre deux systèmes
matériels en contact, immobiles
ou animés de mouvements
relatifs. Il recouvre, entre autres,
tous les domaines du frottement,
de l’usure et de la lubrifi cation.
64. La nivologie est l’étude des
caractéristiques de la neige et des
couches neigeuses, s’appuyant
sur des mesures et modèles
spécifi ques et menée tant à des
fi ns de recherche scientifi que
que dans des buts pratiques, de
sécurité notamment (prévision et
prévention des avalanches).
de la performance de glisse
des skis.
2.1. La glisse et le matériau
des semelles
Le procédé de fabrication des
semelles de skis de compétition utilise principalement des
polyéthylènes ultra haut poids
moléculaire obtenus par le
procédé de frittage de poudre
65
.
Ces fi nes poudres sont pressées au cours d’un cycle de
température : on monte en
température puis l’on refroidit
afi n de densifi er ces poudres ;
on obtient alors des polymères
de très hauts poids moléculaires, nécessaires pour
assurer de bonnes caractéristiques de glisse. On termine
par des opérations de tranchage, ponçage et fl ammage,
indispensable nous l’avons vu,
au collage des semelles sur
les skis (Figure 15).
Le graphique de la Figure 16B
illustre l’évolution du frottement en fonction de l’épaisseur du fi lm d’eau sous le ski.
65. Le frittage est un procédé de
fabrication de pièces consistant
à chauffer une poudre sans la
mener jusqu’à la fusion. Sous
l’effet de la chaleur, les grains se
soudent entre eux, ce qui assure
la cohésion de la pièce.
Zone de frottement lubrifié
ÉPAISSEUR DU FILM
FROTTEMENT
Zone de frottement sec
Soulèvement
Résista nce de l'air
Frottem ent des skis
Force motrice
Gravi té
Zone de trainée capillaire
(force hydrodynamique)
Figure 16
A) Frottements d’un ski sur
la neige. B) Représentation
schématique de la courbe de
« Strybeck » mettant en évidence
les régimes de lubrifi cation des
frottements d’un ski sur la neige.
B
A
La chimie et le sport
matériel – skis, combinaisons,
casques et bâtons – fait l’objet
de nombreuses études, et
plus précisément pour le ski,
la tribologie
63 des surfaces, la
physico-chimie des surfaces,
la chimie des matériaux pour
les semelles, le dimensionnement et le comportement
vibratoire de la structure, et la
nivologie
64 : en effet, les cristaux de neige évoluent selon
le site, le jour, les conditions
d’hygrométrie ou d’ensoleillement... Toutes ces conditions
modifi ent en permanence le
matériau neige qui est en soi
un matériau très complexe !
Ceci rend alors particulièrement diffi cile l’optimisation
63. La tribologie (du grec
tribein = frotter et logos = étude)
désigne la science qui étudie les
phénomènes susceptibles de se
produire entre deux systèmes
matériels en contact, immobiles
ou animés de mouvements
relatifs. Il recouvre, entre autres,
tous les domaines du frottement,
de l’usure et de la lubrifi cation.
64. La nivologie est l’étude des
caractéristiques de la neige et des
couches neigeuses, s’appuyant
sur des mesures et modèles
spécifi ques et menée tant à des
fi ns de recherche scientifi que
que dans des buts pratiques, de
sécurité notamment (prévision et
prévention des avalanches).
de la performance de glisse
des skis.
2.1. La glisse et le matériau
des semelles
Le procédé de fabrication des
semelles de skis de compétition utilise principalement des
polyéthylènes ultra haut poids
moléculaire obtenus par le
procédé de frittage de poudre
65
.
Ces fi nes poudres sont pressées au cours d’un cycle de
température : on monte en
température puis l’on refroidit
afi n de densifi er ces poudres ;
on obtient alors des polymères
de très hauts poids moléculaires, nécessaires pour
assurer de bonnes caractéristiques de glisse. On termine
par des opérations de tranchage, ponçage et fl ammage,
indispensable nous l’avons vu,
au collage des semelles sur
les skis (Figure 15).
Le graphique de la Figure 16B
illustre l’évolution du frottement en fonction de l’épaisseur du fi lm d’eau sous le ski.
65. Le frittage est un procédé de
fabrication de pièces consistant
à chauffer une poudre sans la
mener jusqu’à la fusion. Sous
l’effet de la chaleur, les grains se
soudent entre eux, ce qui assure
la cohésion de la pièce.
Zone de frottement lubrifié
ÉPAISSEUR DU FILM
FROTTEMENT
Zone de frottement sec
Soulèvement
Résista nce de l'air
Frottem ent des skis
Force motrice
Gravi té
Zone de trainée capillaire
(force hydrodynamique)
Figure 16
A) Frottements d’un ski sur
la neige. B) Représentation
schématique de la courbe de
« Strybeck » mettant en évidence
les régimes de lubrifi cation des
frottements d’un ski sur la neige.
B
A