Les olympiens attendent des performances de premier ordre de leur esprit et de leur corps, mais ils tirent des avantages cruciaux du meilleur équipement pour leurs sports et les conditions météorologiques dans lesquelles ils concourent. Des skis, par exemple, doit résister à des changements de stress quasi constants pendant les courses.

Le ski idéal offre une plate-forme rigide et rigide pour attacher les chaussures des skieurs, fléchit pour carver dans les virages, ne casse pas sous la pression des sauts et des réceptions et est suffisamment léger pour ne pas ralentir l'athlète. Mais ce n'est pas tout :les skis doivent résister aux dommages causés par les collisions, absorbe les vibrations des conditions glaciales et résiste aux températures extrêmes et à la lumière intense du soleil courantes dans les environnements de montagne.

C'est beaucoup demander à un seul objet. Les premiers skis étaient faits de solides, bois de frêne souple, mais la technologie a trouvé des moyens de faire beaucoup mieux. Les processus de conception et de construction des matériaux d'aujourd'hui sont des secrets industriels bien gardés, spécifiques aux entreprises de ski individuelles. Mais moi et d'autres experts en matériaux savons que les composants essentiels et les méthodes sont très similaires :tous les skis sont comme des sandwichs, empiler des couches séparées de différents matériaux avec toutes ces propriétés séparées en un seul article, un ski de compétition.

Des matériaux avancés pour des conditions extrêmes

Le polyéthylène à poids moléculaire ultra-élevé est un plastique hautement technique souvent utilisé dans les cordes à haute résistance ainsi que dans les implants artificiels de la hanche et du genou. C'est dur, se plie et fléchit beaucoup sans casser, résiste aux rayures, conserve ses propriétés à travers une plage de températures et a de minuscules pores microscopiques à travers sa surface. Lorsqu'il est utilisé comme couche de base d'un ski, ces pores microscopiques agissent comme une éponge dans laquelle le fart de course est fondu pour affiner le contact du ski quelles que soient les conditions de neige.

Les côtés de la semelle du ski sont fabriqués à partir d'alliages d'acier à haute résistance qui sont chauffés et traités pour répondre aux conditions exigeantes du ski. Ces procédés rendent l'acier résistant à la rouille et affûtable comme un couteau. L'acier doit tenir sa carre pour fendre la neige et la glace tout en fléchissant avec le reste du ski sans se fissurer ni se casser.

A l'intérieur du ski

Au-dessus de la base se trouve une couche complexe dans le sandwich de ski, un élément lui-même appelé « panneau sandwich », " faites de matériaux similaires et avec les mêmes techniques que celles utilisées pour construire des engins spatiaux, avions et voitures de course de performance. Le centre du sandwich est un matériau central entouré de composites renforcés de fibres.

Les âmes des panneaux sandwich de ski peuvent être des alliages de titane légers, mousses polymères similaires aux tasses à café en polystyrène ou à différents types de bois - tels que l'érable, chêne, tremble ou peuplier. Ces différents plastiques, les matériaux en bois et en métal sont superposés et combinés pour régler le ski aux niveaux de résistance souhaités, raideur, capacité de torsion et d'amortissement des vibrations, le tout avec le moins de poids possible.

Les couches extérieures du panneau sandwich sont fabriquées à partir de résines époxy - colles hautes performances - dans et sur lesquelles sont posés des tissus techniques comme des fibres de carbone, fibre de verre et Kevlar. Ces couches de fibres de résine maintiennent la structure de noyau sandwich ensemble et font fonctionner tous les différents types de matériaux comme un seul.

Comme le noyau, ces couches composites varient en épaisseur et en constitution le long du ski. Ils sont même appliqués à différents angles sur le ski lui-même pour améliorer la rigidité et la résistance du ski.

Le ski à panneau sandwich accélère les virages et aide le ski à rouler en douceur sur les bosses et les ornières du terrain. Il est plus réactif au skieur et plus stable à haute vitesse que des conceptions moins avancées car il peut tirer parti des meilleurs aspects de tous ses ingrédients. Globalement, le panneau sandwich est conçu pour être le plus rigide sous la zone de fixation où la botte s'attache, et plus souple près des spatules, pour glisser plus facilement sur un terrain accidenté. Le panneau sandwich de chaque ski est conçu et construit pour optimiser les performances lors d'une épreuve de ski spécifique - telle que la course de descente, snowcross ou jumping – ou même les préférences d'un skieur particulier.

Amélioration rapide

L'industrie du ski, et notamment ses éléments concurrentiels, sont prêts à prendre des risques et à repousser les limites, explorer les concepts de matériaux les plus avancés pour obtenir des performances optimales. Par conséquent, des décennies de recherche ont considérablement amélioré les temps des skieurs olympiques au fil des ans.

Ce travail a également répandu des avantages bien au-delà du podium olympique et dans le marché récréatif. Les skieurs amateurs peuvent explorer des terrains plus avancés et des pentes plus difficiles avec l'aide de la réponse du ressort à l'écoute, l'amortissement des vibrations et la légèreté de leurs skis. Les skieurs récréatifs peuvent également aller plus vite dans des conditions de neige changeantes et diriger plus facilement dans les virages car leurs skis sont adaptables et réactifs aux forces de chaque skieur, ainsi que les conditions de pente. Les progrès des matériaux aident les skieurs récréatifs à bien skier sur des terrains auparavant accessibles uniquement aux athlètes de haut niveau.

Toutes ces avancées se produisent très rapidement. Avant les prochains Jeux Olympiques d'hiver, les consommateurs seront probablement en mesure d'acheter facilement les mêmes types de skis et de planches à neige sur lesquels les Olympiens de 2018 ont concouru - et les Olympiens de 2022 utiliseront des matériaux encore meilleurs qui les aideront à aller plus vite, plus haut et plus fort que jamais.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.