Être humain et société
Se frotter à la neige
Le ski, c’est une histoire de friction. Il faut s’en débarrasser pour fendre l’air, mais l’amplifier pour glisser sur la neige.
par Joël Leblanc
Le 20 février 2006 — Quiconque a déjà déboulé une pente de ski la tête la première connaît intimement l’expérience de la friction sur la neige. Lorsqu’elle se produit entre les skis et la piste, cependant, la friction peut s’avérer la meilleure amie du skieur: elle réchauffe la neige et la transforme en eau, sur laquelle le skieur glisse plus facilement.
Au Laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes (LTDS) de Lyon, en France, on s’intéresse à la friction sous toutes ses formes. La base d'un ski de compétition n'est pas lisse mais rugueuse, pour augmenter le frottement, explique Alain Midol, chercheur au Laboratoire.
«Certaines de ces aspérités sont visibles à l’œil nu, mais au niveau moléculaire, des micro-rugosités, plus petites qu'un micromètre, fractionnent l'eau. On obtient une multitude de petites gouttelettes qui roulent comme des billes, plutôt qu'un film d'eau qui serait trop adhérent.»
Les scientifiques du LTDS travaillent régulièrement avec des athlètes de classe mondiale pour améliorer l’équipement sportif. Les spécialistes du slalom ou des bosses, notamment, doivent absorber les coups que leur corps subit à chaque virage. Pour leur faciliter la tâche, les concepteurs ont tenté de créer des skis capables d’amortir ces puissantes vibrations.
«En testant différents matériaux pour la partie interne du ski, on est arrivé à de très bons résultats, continue Alain Midol. Mais les skieurs n'ont pas apprécié: avec trop peu de vibrations, ils ne "sentaient" plus la piste et se sentaient moins en contrôle. Malgré toutes les innovations, le bon vieux bois offre encore le meilleur compromis entre amortissement et transmission des vibrations. Les skis modernes ont donc un centre en bois, pour les vibrations, et une enveloppe de matériaux composites, pour la friction sur la neige.»
Règle générale, cependant, la tribologie cherche surtout à éliminer la friction – que ce soit pour faciliter la glisse d'une embarcation sur l'eau ou la pénétration d'un lugeur dans l'air. «Une autre partie de notre équipe se concentre sur les sports de haut niveau où la friction peut limiter les performances.»
Le skieur aussi a avantage à combattre la friction dans l’air, alors même qu’il doit la préserver sur la neige. Non seulement la position dite «de l’œuf» mais aussi la combinaison de l’athlète peuvent favoriser l’aérodynamisme.
Les experts du kilomètre lancé, ou KL, en savent quelque chose. Cette variante peu connue du ski alpin est une épreuve de vitesse pure qui consiste à descendre une piste très abrupte, en ligne droite.
«En KL, il faut une demi-heure pour tendre la combinaison de plastique souple sur le skieur, précise Alain Midol. Des micro-rayures en parcourent la surface, créant une couche d'air qui permet de mieux pénétrer l'air ambiant, comme les petits creux à la surface d’une balle de golf qui réduisent sa friction dans l'air.»
par Joël Leblanc
Le 20 février 2006 — Quiconque a déjà déboulé une pente de ski la tête la première connaît intimement l’expérience de la friction sur la neige. Lorsqu’elle se produit entre les skis et la piste, cependant, la friction peut s’avérer la meilleure amie du skieur: elle réchauffe la neige et la transforme en eau, sur laquelle le skieur glisse plus facilement.
Au Laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes (LTDS) de Lyon, en France, on s’intéresse à la friction sous toutes ses formes. La base d'un ski de compétition n'est pas lisse mais rugueuse, pour augmenter le frottement, explique Alain Midol, chercheur au Laboratoire.
«Certaines de ces aspérités sont visibles à l’œil nu, mais au niveau moléculaire, des micro-rugosités, plus petites qu'un micromètre, fractionnent l'eau. On obtient une multitude de petites gouttelettes qui roulent comme des billes, plutôt qu'un film d'eau qui serait trop adhérent.»
Les scientifiques du LTDS travaillent régulièrement avec des athlètes de classe mondiale pour améliorer l’équipement sportif. Les spécialistes du slalom ou des bosses, notamment, doivent absorber les coups que leur corps subit à chaque virage. Pour leur faciliter la tâche, les concepteurs ont tenté de créer des skis capables d’amortir ces puissantes vibrations.
«En testant différents matériaux pour la partie interne du ski, on est arrivé à de très bons résultats, continue Alain Midol. Mais les skieurs n'ont pas apprécié: avec trop peu de vibrations, ils ne "sentaient" plus la piste et se sentaient moins en contrôle. Malgré toutes les innovations, le bon vieux bois offre encore le meilleur compromis entre amortissement et transmission des vibrations. Les skis modernes ont donc un centre en bois, pour les vibrations, et une enveloppe de matériaux composites, pour la friction sur la neige.»
Règle générale, cependant, la tribologie cherche surtout à éliminer la friction – que ce soit pour faciliter la glisse d'une embarcation sur l'eau ou la pénétration d'un lugeur dans l'air. «Une autre partie de notre équipe se concentre sur les sports de haut niveau où la friction peut limiter les performances.»
Le skieur aussi a avantage à combattre la friction dans l’air, alors même qu’il doit la préserver sur la neige. Non seulement la position dite «de l’œuf» mais aussi la combinaison de l’athlète peuvent favoriser l’aérodynamisme.
Les experts du kilomètre lancé, ou KL, en savent quelque chose. Cette variante peu connue du ski alpin est une épreuve de vitesse pure qui consiste à descendre une piste très abrupte, en ligne droite.
«En KL, il faut une demi-heure pour tendre la combinaison de plastique souple sur le skieur, précise Alain Midol. Des micro-rayures en parcourent la surface, créant une couche d'air qui permet de mieux pénétrer l'air ambiant, comme les petits creux à la surface d’une balle de golf qui réduisent sa friction dans l'air.»