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Minimiser le risque de blessure dans les snowparks grâce à la science

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Le frottement sur la neige des skis et snowboards acrobatiques influence considérablement la vitesse d’élan des grands sauts en slopestyle et en big air. Les chercheurs du SLF ont développé expérimentalement un modèle qui permet à partir des grandeurs physiques de la neige de prévoir ce frottement, dont les conséquences sur le dimensionnement de la course d’élan sont directes. Cela garantit une amélioration de la sécurité dans ces disciplines et ainsi une réduction du risque de blessures.

 

Pour construire un parcours slopestyle avec différents éléments comme des tremplins, des rails et des boxes, il faut beaucoup d’expérience et de savoir-faire. La géométrie des sauts est complexe. Une bonne conception du terrain permet de réduire le risque de blessure. Il est essentiel que la zone d’atterrissage abrupte, appelée sweetspot, soit la plus longue possible, et presque parallèle à la trajectoire de vol. Les athlètes disposent ainsi d’une certaine marge de manœuvre et peuvent atterrir après un saut un peu plus long ou un peu plus court sans trop d’énergie d’impact. S’il arrive trop près ou trop loin, le sportif risque de graves blessures. Pour qu’un saut soit bien exécuté et que la réception se fasse dans la zone d’atterrissage, il faut une course d’élan de bonne longueur pour atteindre une vitesse optimale. Cette vitesse est liée à de nombreux paramètres, dont le coefficient de frottement de la neige pendant le trajet. D’autres forces, notamment aérodynamiques ou de gravitation, agissent également. « On sait que le frottement dépend beaucoup de la nature de la neige. Jusqu’à présent, il n’existait pas de bons modèles permettant de le prévoir dans des conditions d’enneigement données. Pour combler cette lacune, nous avons réalisé des essais appliqués », explique Fabian Wolfsperger, responsable de l’étude, collaborateur du groupe de recherche « Sports d’hiver et climat » au SLF. Ce travail combine pour la première fois des données cinématiques d’athlètes et des mesures complètes de la surface de la neige afin de déterminer le coefficient de frottement des skis et snowboards acrobatiques dans une grande variété de conditions nivologiques.

 

 

Essais sur deux parcours différents

Afin de déterminer le frottement des skis et snowboards acrobatiques avec différentes conditions de neige, Fabian Wolfsperger a analysé un total de plus de 200 courses sur deux pistes d’essai du domaine skiable de Davos pendant deux hivers. Les tests ont été réalisés avec ce matériel sportif dans différentes conditions de neige. Au cours de 13 journées de test, avec des conditions météorologiques différentes à chaque fois, un snowboardeur ou un skieur a dévalé la piste en position d’élan. Les courbes de vitesse des descentes ont été enregistrées grâce à des mesures GPS précises, puis analysées. Parallèlement, les chercheurs ont examiné la neige, sa texture, la forme et la taille des grains, sa température et son taux d’humidité pour mettre ces données en relation avec la vitesse des skieurs. En tenant compte des mesures aérodynamiques des athlètes testés en soufflerie, il a finalement été possible de déterminer l’évolution du coefficient de frottement entre la neige et les skis pour chaque descente, et de réussir pour la première fois à relier les paramètres physiques de la neige au frottement. Il a donc été envisageable de déterminer le freinage de chaque type de neige dans différentes conditions météorologiques.

 

Méthodes simples de calcul du frottement de la neige pour la pratique

Les essais ont permis de montrer que c’est la nature de la neige qui a la plus grande influence sur le frottement et de déterminer son importance dans différentes conditions nivologiques sur les skis et snowboards d’acrobatie. Sur la base des conclusions de cette étude et de l’ensemble des données présentées, il est désormais possible de prévoir le frottement à partir des propriétés physiques prédominantes de la neige. Par exemple, la neige fraîche humide a un coefficient de frottement relativement élevé, environ le triple de celui de la neige de printemps sèche et gelée.

La combinaison inédite de données cinématiques d’athlètes et de mesures complètes de la surface de la neige a permis de développer une méthode de prévision du frottement des skis et snowboards acrobatiques pour les constructeurs de parcs et les organisateurs de compétitions.

« Nos résultats offrent un nouvel outil quantitatif aux praticiens pour prévoir le frottement des skis et des snowboards sur la neige dans différentes conditions, ce qui devrait améliorer la sécurité des athlètes en descente acrobatique et en big air », déclare Fabian Wolfsperger, responsable de l’étude. Comme alternative au calcul du frottement à partir des paramètres physiques de la neige, qui nécessite l’utilisation d’appareils de mesure de celle-ci, les praticiens peuvent également estimer grossièrement le frottement sur une piste préparée à l’aide d’un thermomètre et d’une caractérisation visuelle de la neige. Ils peuvent ainsi déterminer la catégorie de neige dominante, et donc le frottement, à condition de prendre aussi en compte la météo des dernières et des prochaines 24 heures.

L’étude a également montré que le frottement peut changer non seulement d’un jour à l’autre, mais aussi en l’espace de quelques heures. Pour les disciplines olympiques comme la descente acrobatique ou le big air, il est important de comprendre cette variabilité. Cela doit aider les organisateurs à fixer le moment de la compétition. Ils peuvent également se demander s’il serait judicieux, dans certaines conditions comme la hausse des températures, d’interrompre l’épreuve et de la reprendre plus tard dans la journée, lorsque les températures de l’air et de la neige diminuent, afin de garantir une compétition aussi sûre et équitable que possible.

 

POUR EN SAVOIR PLUS