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La chimie et le sport
2.4. La glisse et l’abrasion
des semelles
2.4.1. Conditions de glisse
Dans la discipline de descente
sur le circuit de la Coupe du
monde, les skieurs évoluent
depuis plusieurs années sur
un mélange de neige et de
glace (neige glacée après
injection d’eau). Pour le grand
public, c’est donc une situation de « patinoire » inclinée…
mais cette préparation de
piste est préconisée par les
règlements de la Fédération Internationale de Ski
afi n de préserver l’équité des
chances pour tous les participants. Du premier au dernier
dossard, l’organisation de la
course doit en effet s’assurer
que le support de la piste
reste le plus dur possible pour
ne pas se dégrader au fur et
à mesure des passages des
différents concurrents. Les
conséquences en sont très
concrètes sur le matériel,
les semelles étaient jusqu’à
présent mises au point pour
glisser sur la neige, elles
doivent désormais résister
aussi à l’abrasion de la glace.
2.4.2. Résistance à l’abrasion
Le schéma de la Figure 19
représente la prise de carre du
ski : lorsque le coureur entre
en virage et qu’il se déplace
à une vitesse de l’ordre de
25 m/s (soit 100 km/h), la force
centrifuge peut alors atteindre
2,5 grammes (2,5 fois l’accélération de la gravité terrestre)
dans la courbe. Prenons
l’exemple d’un descendeur
qui pèse 100 kg : 250 kg de
pression
verticale
seront
directement appliqués sur le
ski, sur une surface extrêmement réduite (la carre ne pose
pas de problème car elle est
extrêmement dure et résiste
à l’abrasion). En revanche,
les quelques millimètres de
largeur de polyéthylène au
contact de la neige sont fortement soumis à l’abrasion par
la glace. Le skieur génère
donc une usure de la semelle,
notamment sous le pied où les
pressions sont maximales. Il
se forme progressivement une
cavité longitudinale, la planéité
du ski est dégradée et le skieur
se retrouve dans une situation
délicate car son ski devient
plus diffi cile à contrôler (effet
de « rail »). Des plans d’expériences ont été menés et
des matériaux qui résistent
à ces fortes abrasions ont
ainsi pu être mis au point. Ils
sont toujours à base de polyéthylène, mais associent des
astuces d’élaboration et de
composition afi n d’obtenir le
matériau adéquat.
Angle de prise
de carre
Glace
Figure 19
Il est important de tester la
résistance des skis à l’abrasion afi n
de s’assurer qu’ils supporteront
les fortes pressions exercées
par le skieur sur les carres et la
semelle, notamment du fait de
grandes vitesses et de nombreux
virages, et surtout s’il se trouve
sur une piste en neige artifi cielle
injectée d’eau. De récents travaux
sur les poids moléculaires et les
additifs du polyéthylène ont permis
d’augmenter cette résistance à
l’abrasion.
La chimie et le sport
2.4. La glisse et l’abrasion
des semelles
2.4.1. Conditions de glisse
Dans la discipline de descente
sur le circuit de la Coupe du
monde, les skieurs évoluent
depuis plusieurs années sur
un mélange de neige et de
glace (neige glacée après
injection d’eau). Pour le grand
public, c’est donc une situation de « patinoire » inclinée…
mais cette préparation de
piste est préconisée par les
règlements de la Fédération Internationale de Ski
afi n de préserver l’équité des
chances pour tous les participants. Du premier au dernier
dossard, l’organisation de la
course doit en effet s’assurer
que le support de la piste
reste le plus dur possible pour
ne pas se dégrader au fur et
à mesure des passages des
différents concurrents. Les
conséquences en sont très
concrètes sur le matériel,
les semelles étaient jusqu’à
présent mises au point pour
glisser sur la neige, elles
doivent désormais résister
aussi à l’abrasion de la glace.
2.4.2. Résistance à l’abrasion
Le schéma de la Figure 19
représente la prise de carre du
ski : lorsque le coureur entre
en virage et qu’il se déplace
à une vitesse de l’ordre de
25 m/s (soit 100 km/h), la force
centrifuge peut alors atteindre
2,5 grammes (2,5 fois l’accélération de la gravité terrestre)
dans la courbe. Prenons
l’exemple d’un descendeur
qui pèse 100 kg : 250 kg de
pression
verticale
seront
directement appliqués sur le
ski, sur une surface extrêmement réduite (la carre ne pose
pas de problème car elle est
extrêmement dure et résiste
à l’abrasion). En revanche,
les quelques millimètres de
largeur de polyéthylène au
contact de la neige sont fortement soumis à l’abrasion par
la glace. Le skieur génère
donc une usure de la semelle,
notamment sous le pied où les
pressions sont maximales. Il
se forme progressivement une
cavité longitudinale, la planéité
du ski est dégradée et le skieur
se retrouve dans une situation
délicate car son ski devient
plus diffi cile à contrôler (effet
de « rail »). Des plans d’expériences ont été menés et
des matériaux qui résistent
à ces fortes abrasions ont
ainsi pu être mis au point. Ils
sont toujours à base de polyéthylène, mais associent des
astuces d’élaboration et de
composition afi n d’obtenir le
matériau adéquat.
Angle de prise
de carre
Glace
Figure 19
Il est important de tester la
résistance des skis à l’abrasion afi n
de s’assurer qu’ils supporteront
les fortes pressions exercées
par le skieur sur les carres et la
semelle, notamment du fait de
grandes vitesses et de nombreux
virages, et surtout s’il se trouve
sur une piste en neige artifi cielle
injectée d’eau. De récents travaux
sur les poids moléculaires et les
additifs du polyéthylène ont permis
d’augmenter cette résistance à
l’abrasion.