Un peu d’histoire : l’évolution des skis

C’est au 18ᵉ siècle que les premières compétitions de ski de descente ont vu le jour. À cette époque, l’armée norvégienne utilisait de longues planches de bois dur, comme le frêne, pour mesurer l’agilité et la vitesse de ses soldats. Dans la même période, dans la région de Telemark, apparait le premier ski cambré, permettant des virages plus aisés et donnant naissance à la technique du Telemark encore utilisée aujourd’hui.

Quelques décennies plus tard, le ski laminé fait son apparition, combinant différentes essences de bois pour créer un ski plus léger, flexible et réactif. Depuis, l’évolution technique n’a cessé de progresser, avec des skis s’adaptant à chaque discipline : descente, slalom géant, slalom, ski cross, bosses ou slopestyle.

Composition : noyau, stratification et semelle

Chaque discipline impose des contraintes différentes sur le ski, et la composition des matériaux est choisie en conséquence :

• Noyau : en bois (par exemples : une essence de frêne pour assurer une bonne rigidité ou l’utilisation de peuplier pour sa légèreté), en mousse ou en composite.
• Stratification : fibres de verre, carbone ou Kevlar. Les fibres de verre sont idéales pour les skis de descente, offrant robustesse et résistance aux vibrations. Les films de carbone, plus légers, sont privilégiés pour le slopestyle ou les disciplines acrobatiques où la maniabilité prime.
• Semelle et carres : Pour assurer une glisse optimale, du polyéthylène UHMPE (à très haut poids moléculaire) sera utilisé pour la semelle à laquelle les traitements de surface spécifiques seront ajoutés afin d’augmenter la durabilité et l’adhérence des skis . On utilisera certains types d’acier pour les carres qui permettent aux skieurs de bien mordre dans la glace

Chimie des polymères et composites : innovations techniques

La chimie et la science des matériaux joue un rôle central dans la fabrication des skis modernes, en particulier pour combiner légèreté, durabilité et performance :

• Résines et fibres : l’adhésion entre les couches de fibres (carbone, verre, Kevlar) et le noyau de bois est cruciale. Les résines doivent résister aux vibrations, aux impacts et aux variations de température tout en conservant la flexibilité nécessaire à la discipline.
• Composites multicouches : pour la descente, les composites renforcent la rigidité longitudinale et latérale, améliorant la stabilité à haute vitesse. Pour les disciplines acrobatiques, des composites plus légers permettent un meilleur rebond et une absorption des chocs pour les sauts et réceptions.
• Traitements de surface et anti-frottement : la semelle en polyéthylène est traitée pour minimiser la friction avec la neige et optimiser la vitesse. Ces traitements sont ajustés selon le type de neige et la discipline, influençant directement la performance.

Physique appliquée : performance et comportement sous contrainte

Au-delà du choix des matériaux, chaque ski doit réagir précisément aux forces générées par le skieur et le terrain. Les disciplines olympiques imposent des contraintes très différentes:

• Descente : vitesse élevée, virages larges et surface glacée. Le ski subit des forces de flexion importantes et des torsions à grande échelle. La rigidité d’un noyau en frêne et la stratification en fibre de verre et de composites permettent d’absorber les vibrations tout en maintenant la trajectoire.
• Slalom et bosses : virages courts, changements rapides de direction et sauts. Ici, le ski doit être plus souple pour permettre une torsion rapide et une absorption des impacts. On vise alors à utiliser des essences comme le frêne pour le noyau. L’utilisation d’unee mince couche de carbone dans les stratifications réduit le poids pour faciliter les manœuvres.
• Ski cross et slopestyle : combinaisons de sauts, virages serrés et réceptions d’obstacles. La répartition des forces doit être homogène pour que le ski absorbe l’énergie des chocs tout en transmettant suffisamment de puissance au sol pour un contrôle maximal.
  
  

Finalement, la mécanique des solides vientdra expliquer pourquoi certains skis se comportent mieux dans certaines conditions et comment optimiser la performance pour chaque type de parcours.

Conclusion : science et performance des skis olympiques

Au global, la conception de chaque ski est un équilibre subtil entre chimie, physique et ingénierie des matériaux répondant aux exigences spécifiques de chaque discipline olympique.

Que ce soit pour la descente à grande vitesse, les virages serrés du slalom, ou les sauts acrobatiques des bosses et du slopestyle, chaque ski olympique est le fruit d’un travail colossal en amont d’ingénierie et de chimie. 

À la veille des Jeux Olympiques d’hiver de Milano Cortina, on souhaite que nos athlètes puissent tirer le maximum de la technologie sise sous leurs pieds.

Souhaitons que l’Invincible Courage démontré par l’effort incalculable de nos athlètes canadiens, leur rapporte tout le succès qu’ils méritent!

Go Canada!