Les distributions de rigidité

Lorsqu'il vient le temps de changer ses vieux skis pour une nouvelle paire, c'est tout un défi de choisir le bon modèle. Certes, on peut aller à une journée de démo pour essayer différents modèles, mais ce n'est pas nécessairement tout le monde qui a le temps et ce n'est pas tous les modèles qui y seront. Pour faire notre choix, on doit souvent se fier aux informations diffusées par les différents manufacturier. Or, chacun à sa façon de présenter ses skis alors ce n'est pas évident de s'y retrouver.

Bon ce ski a 100mm au patin, 20m de rayon et 180cm de long. Ça semble convenir à mes besoins, mais est-ce qu'il est raide ou mou ? 
"Ce modèle a un flex de 8/10." Mais ça veut dire quoi ça ?

Chez Ferreol, on a rendu disponible les distributions de rigidité de nos skis. Une manière chiffrée et objective de vous informer sur cette mystérieuse propriété des skis, mais au combien importante: la rigidité.

Plus de transparence, plus d'informations, mais aussi plus de questions. C'est quoi la distribution de rigidité d'un ski ? 

Dans ce blog, vous allez comprendre qu'est-ce que c'est que la distribution de rigidité, comment on la mesure et à quoi ça sert. Vous verrez que cette mesure objective peut en dire beaucoup plus sur nos ski qu'une mesure subjective comme la fameuse échelle de 1 à 10 que l'on peut voir sur les sites des autres manufacturier de ski. En donnant une mesure objective de la rigidité, il est possible de comparer n'importe quel ski sur ce point !

C'est quoi la distribution de rigidité d'un ski ?

La distribution de rigidité, c'est le graphique de la rigidité en flexion ou en torsion en tout point sur un ski. Voici quelques définitions pour y voir plus clair:

La rigidité en flexion
À quel point c'est difficile de flexer un ski
Symbole : EI, mesuré en Nm²

Flexion d'un ski (Source: Sooth Ski)

La rigidité en torsion
À quel point c'est difficile de tordre un ski
Symbole : GJ, mesuré en Nm²

Torsion d'un ski (Source: Sooth Ski)

Déformée
La forme d'un ski lorsqu'une charge est appliquée (force ou couple). C'est un peu une mesure d'à quel point le ski fait la banane.

Distribution
Variation de Y (dans ce cas ci, la rigidité) selon la position X (distance à partir du centre du ski)

Pourquoi on s'intéresse à la distribution de rigidité ?

La rigidité d'un ski va grandement affecter son comportement sur neige. En effet, plus un ski est rigide en flexion, plus il sera stable à haute vitesse. La rigidité en torsion est aussi importante. Plus un ski est rigide en torsion, plus la tenue de carre sera bonne. Cependant, un ski plus souple sera plus facile à déraper et plus facile à faire tourner. C'est pour cette raison que la rigidité des skis va varier selon l'utilisation qu'on va en faire.

De plus, le comportement du ski peut aussi varier selon la rigidité locale du ski. Imaginons 2 skis avec des rigidités moyenne en flexion égale. Si on se fit seulement à la rigidité moyenne, on pourrait penser que les skis auraient le même comportement sur neige pour ce qui est de la rigidité en flexion. Cependant, un ski pourrait être plus mou à l'arrière et l'autre à l'avant. Ils n'auront donc pas nécessairement le même comportement. C'est pour cette raison que la distribution de rigidité est importante et qu'il n'est pas nécessairement suffisant de regarder la rigidité moyenne.

Comment la distribution de rigidité est-elle mesurée ?

Pour mesurer la distribution de rigidité en flexion d'un ski, on applique une force connue au ski et on mesure la déformée du ski en tout point. Pour mesurer la distribution de rigidité en torsion d'un ski, on applique un couple connu au ski et on mesure l'angle de déformation en torsion du ski en tout point. Un groupe de recherche de l'Université de Sherbrooke supervisé par Alexis Lussier-Desbiens a mis au point une machine pouvant mesurer ces 2 paramètres ainsi que la géométrie et la cambrure du ski en moins de 2 minutes. Désormais exploitée par Sooth Ski, cette technologie est celle que Ferreol utilise pour mesurer les propriétés mécaniques de ses skis.

Étude de cas: L'Explo 96

Notre processus de conception permet de réduire le nombre de prototypes nécessaires pour arriver au concept final. Après avoir dessiner la géométrie d’un nouveau prototype et fabriquer une première maquette à l'échelle, nous choisissons les différents matériaux et leur configuration pour obtenir la rigidité en flexion et en torsion souhaitée. Enfin, nous fabriquons un premier prototype dans nos locaux de Beaupré pour le tester sur les pentes du Mont-Sainte-Anne. Les tests sur neige sont la dernière étape d'un cycle de conception. C'est à cette étape où on doit laisser un peu de côté l'ingénierie et se fier à l'expérience et à l'évaluation de nos testeurs. Si le ski se comporte comme attendu, le design est complété. Sinon, des ajustement seront nécessaires.

Dans le cas du Explo 96, nos testeurs ont indiqué que le ski était agile et facile à contrôler, mais qu'il gagnerait à être plus fougueux et stable dans les bosses ou en terrain variable. Nos concepteurs ont donc décidé d'augmenter la rigidité avant (tip) du ski pour pallier à ce problème.

La figure ci-dessous présente les distributions de rigidité d'un des premiers prototypes de l'Explo 96 (orange) et la version finale (bleu).

En augmentant la rigidité avant (tip), on permet au skieur d'avoir une position plus agressive (plus de poids vers l'avant) et on augmente la stabilité du ski dans les bosses et le terrain variable. Toutefois, en conservant une rigidité plus faible à l'arrière (tail), on permet au skieur de sortir du virage à tout moment et d'amorcer un dérapage habile pour contrôler rapidement vitesse et direction.

Le résultat? Un ski fougueux et agile qui performera autant dans les sous-bois serrés que sur neige ferme. 

Pour résumer, si nos concepteurs s'étaient seulement intéressé à la rigidité moyenne, il aurait été impossible de faire cette analyse et d'optimiser le comportement du Explo 96. C'est pour cette raison, que la mesure des distributions de rigidité est un outil important de notre processus de conception.

Agilité et tenue des carres de nos skis 

PIONNIER 104

Le Pionnier 104 a une rigidité en flexion plus élevée que la moyenne (courbe du haut). Jumelé avec sa cambrure prononcée, le Pionnier promet un retour énergique en sortie de virage. De plus, sa spatule arrière plus souple absorbe les imprévus.

La rigidité en torsion équilibrée du Pionnier 104 assure une bonne tenue des carre tout en gardant le ski agile et polyvalent.



PIONNIER 104

Le Pionnier 104 a une rigidité en flexion plus élevée que la moyenne (courbe du haut). Jumelé avec sa cambrure prononcée, le Pionnier promet un retour énergique en sortie de virage. De plus, sa spatule arrière plus souple absorbe les imprévus.

La rigidité en torsion équilibrée du Pionnier 104 assure une bonne tenue des carre tout en gardant le ski agile et polyvalent.