Ski

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Contexte

Bien que le ski soit un sport populaire aujourd'hui, les premiers skis étaient utilisés comme moyen de transport rapide et efficace plutôt que pour les loisirs. On pense que les skis sont originaires des pays scandinaves il y a environ 5 000 ans. Les premiers habitants de Suède, de Norvège et de Finlande ont probablement repris l'idée des premières raquettes à neige et ont utilisé de longs os de fémur d'animaux pour fabriquer les premiers skis. La plus ancienne paire de skis existante se trouve au musée Djugarden à Stockholm, en Suède. Les experts estiment que les skis en os d'animaux ont au moins 4 000 ans. Les premiers modèles ressemblaient beaucoup à des raquettes à neige, mais d'autres skis découverts - qui auraient environ 2 000 ans - semblent similaires à ceux que nous connaissons aujourd'hui dans leur forme allongée et leur pointe avant incurvée vers le haut. Les skis peuvent être vus dans les peintures pictographiques de l'ère préhistorique, et la première mention écrite des skis est venue autour de A.D. 1000 dans les sagas nordiques. Le mot « ski » est un terme norvégien pour ce premier type de moyen de transport, mais la racine germanique et latine du mot signifie « diviser », c'est-à-dire la division de l'os en une paire de skis.

Historique

Les skis en os étaient attachés au porteur via des lanières de cuir brut, et les premiers skieurs ont procédé sans l'aide de bâtons. L'utilisation des skis est passée d'un moyen de transport efficace en hiver à un outil militaire avec la bataille d'Oslo en 1200, lorsque des éclaireurs norvégiens ont été envoyés sur des skis pour enquêter sur le camp ennemi suédois. À la fin du Moyen Âge, les skis étaient régulièrement utilisés au combat et les soldats recevaient régulièrement des skis ou des raquettes. Ils étaient également populaires auprès des médecins, du clergé, des sages-femmes et d'autres personnes dont le gagne-pain impliquait de longues randonnées à travers les paysages scandinaves. Les skis médiévaux étaient fabriqués en bois et mesuraient environ 7,5 pieds (2,3 m) de long, 2 pouces (5 cm) d'épaisseur et 5 pouces (13 cm) de large. Le prototype de la chaussure de ski d'aujourd'hui n'était qu'une simple chaussure en cuir, et elle était attachée au ski lui-même avec une liaison en cuir ou en branche de saule autour des orteils. La première sangle de talon a été utilisée au XVIIIe siècle par des soldats norvégiens dans une unité de ski, leur permettant ainsi de descendre plus rapidement sans perdre le contrôle. Ils furent aussi les premiers à utiliser une perche.

De grandes différences régionales existaient dans la forme et la longueur des skis, chaque village ou hameau scandinave créant son propre style particulier, mais un modèle populaire largement utilisé au cours du XIXe siècle était le Osterdal. L'Osterdal se composait d'un ski court appelé le andor qui était généralement de 4 à 6 pieds (1,2 à 1,8 m) de longueur. Il servait à repousser la neige, et son fond était parfois recouvert de fourrure. Le ski le plus long de la paire, atteignant entre 8 et 10 pieds (2,4 à 3 m) de long, était utilisé pour la glisse et était rainuré sur le bas pour le guider en douceur sur la neige. C'est également au cours du XIXe siècle que le ski est devenu un sport en Suède et en Norvège, un changement précédé par l'invention de méthodes standard de virage et d'arrêt. La popularité du sport s'est finalement étendue à l'Europe et aux États-Unis au début du 20e siècle. Les immigrants scandinaves ont apporté leur enthousiasme pour le ski dans les États du nord tels que le Michigan et le Minnesota, ainsi qu'à la frontière occidentale. Bon nombre de ces premiers skieurs étaient des mineurs norvégiens qui sont à l'origine des premières compétitions et stations de ski aux États-Unis

Le ski en tant que sport sérieux a commencé pour de bon autour de la Seconde Guerre mondiale. Le ski alpin est devenu populaire dans les Alpes suisses, surtout après que la méthode de ralentissement « chasse-neige » a été développée par l'autrichien Mathias Zdarsky. Zdarsky a également raccourci la longueur des skis encore en bois à 8 pieds (2,4 m) et a introduit un deuxième bâton pour un meilleur équilibre dans les descentes rapides. Des clubs de ski ont vu le jour dans les collèges du nord-est des États-Unis et le sport faisait partie intégrante des premiers Jeux olympiques d'hiver organisés à Chamonix, en France, en 1924. Des stations de ski sont également apparues dans le Vermont, le New Hampshire, le Colorado, la Californie et l'Idaho. comme dans les Alpes et les pays scandinaves. Leur popularité s'est encore accrue après le développement du câble en 1932 et du télésiège cinq ans plus tard. Dans les décennies qui ont suivi la Seconde Guerre mondiale, l'enthousiasme pour le ski a pris des proportions épiques et des millions de passionnés se sont joints à nous.

Malgré la popularité croissante du sport, peu de choses ont changé sur le ski lui-même. Toujours construits en bois léger, généralement en hickory ou en frêne, des carres en acier ont été introduites sur le bas pour leur donner une meilleure glisse, mais un épuisement accéléré du bois peu coûteux a conduit au développement de skis fabriqués à partir de matériaux plus modernes. Les skis en métal, en particulier le Dow Metal Air Ski, sont devenus courants au milieu des années 1950. Cette marque rivalisait avec le Truflex, développé par trois hommes qui travaillaient ensemble dans l'industrie aéronautique. Ces skis n'avaient pas de carres en acier et se coinçaient souvent dans la neige mouillée parce que le fart ne pouvait pas être utilisé sur leurs dessous métalliques. L'aluminium a été utilisé pour la première fois dans les skis par le skieur américain Howard Head. Le métal léger était pris en sandwich autour d'un noyau en bois et fusionné par la colle et la chaleur, mais cette face inférieure en aluminium a gelé facilement. Head a ensuite façonné un ski en plastique léger et flexible, et a ajouté des carres en acier. Les premières paires de skis Head étaient chères mais populaires auprès des amateurs de ski à temps partiel qui les trouvaient faciles à utiliser, et quelques années plus tard, les experts ont commencé à les utiliser également. Pendant ce temps, les fixations avaient évolué des simples lanières de cuir au fer dispositifs qui attachaient la pointe au ski, laissant le talon libre de bouger.

Bien qu'intitulé "The Game of Ski", cet article de 1892 dans Harper's Weekly a qualifié ce sport de « patinage sur neige ». (Provenant des collections du Henry Ford Museum &Greenfield Village.)

Haut dans les montagnes de la Sierra Nevada entre Placerville, en Californie, et Carson City, Nevada, John A. Thomson, originaire de Norvège, a livré le courrier dans les années 1860 et 1870. Thomson transportait des sacs de 100 livres alors qu'il se frayait un chemin à travers les plages enneigées sur ce qu'on appelait des "raquettes à neige" à l'époque. "Snowshoe" Thomson était une légende des Sierras et l'un des pionniers du ski américain. À sa mort à l'âge de 49 ans en 1876, des amis ont érigé sa pierre tombale en granit avec une paire de skis de neige gravés dessus.

Même avant que Thomson ne traverse les hautes Sierras, les mineurs dévalaient les pentes des montagnes sur des « ailes en bois ». Des tournois ont eu lieu dans les Sierras dès les années 1850 avec des mineurs faisant des paris sur de la bière, des dollars en argent et des concessions en or. Peu de temps après, des compétitions de ski populaires ont eu lieu à Alta, dans l'Utah; Aspen, Colorado ; Berlin, New Hampshire; et Ishpeming, Michigan. Inventé en Scandinavie et en Europe, le ski a été rapidement et avec enthousiasme adopté par les Américains dans des endroits où le climat et la géographie se prêtaient aux sports d'hiver. Cependant, ce n'est qu'à partir des années 1890 que le ski est devenu un véritable sport participatif, attirant des gens de tous les horizons et des régions du pays.

Les années 1930 ont été une ère de croissance rapide pour le sport. Alimentés par l'intérêt pour les Jeux olympiques d'hiver de 1928 à Saint-Moritz, en Suisse, les amateurs de sports d'hiver américains ont été exaltés en accueillant les Jeux olympiques d'hiver de 1932 à Lake Placid, New York. L'année précédente, le Boston and Main Railroad a inauguré un trajet régulier de son train de ski des centres urbains aux pistes de ski de la Nouvelle-Angleterre. En 1930, on estime qu'il y avait 75 clubs de ski avec 3 500 skieurs; en 1940, il y avait plus de 2 millions de skieurs aux États-Unis.

William S. Pretzer

Matières premières

Dans les skis modernes, la partie intégrante de l'unité est le noyau interne, qui peut être fabriqué à partir de divers matériaux. Lorsque les skis étaient entièrement construits en bois, le matériau du noyau n'était pas pertinent. Avec l'avènement du métal, cependant, le noyau a déterminé la résistance et la flexibilité du ski. Les fabricants de skis et les aficionados sont divisés en deux camps, un groupe préférant le bois et l'autre la mousse comme matériau de choix. Lorsqu'ils utilisent du bois, les ingénieurs de fabrication doivent être extrêmement précis en faisant correspondre le bois de chaque noyau interne de la paire. Le poids, la résistance et le caractère du bois doivent correspondre précisément pour que les skis droit et gauche fonctionnent de la même manière à haute vitesse. Le frêne, le hêtre, le peuplier et l'okume sont les types de bois les plus couramment utilisés dans les skis.

La mousse a été introduite pour la première fois comme matériau de noyau dans les années 1970 et donne un ski plus léger que ceux avec des noyaux en bois. Le noyau en mousse est plus facilement contrôlé dans le processus de fabrication et absorbe mieux les vibrations que le bois. Il a l'avantage supplémentaire d'être moins cher que le bois. La plupart des noyaux de mousse sont fabriqués à partir de polyuréthane. Un troisième type de matériau utilisé dans le noyau est l'aluminium. Dans les skis avec noyau en aluminium, le métal est façonné en nid d'abeille. Ces noyaux sont légers et conservent une excellente résistance à la traction de l'aluminium, mais sont également plus flexibles que ceux avec des noyaux en bois.

La partie extérieure du ski peut être fabriquée à partir d'un large éventail de matériaux. Les plus courants sont la fibre de verre, fibres de carbone, ou un type d'époxyde. La partie basse du ski, celle conçue pour le contact avec la neige, s'appelle la semelle. Le polyéthylène est le matériau le plus utilisé dans les semelles des skis modernes. L'un des inconvénients de la base en polyéthylène est sa douceur, et avec le temps, le ski peut se rayer par de petites pierres et de la glace. Une bougie en polyéthylène est utilisée par les skieurs et les réparateurs de skis pour réparer ces rayures sur la base. De plus, en raison de sa nature chimique, le polyéthylène est facilement décomposé par les rayons ultraviolets. On y remédie en appliquant une couche de fart sur les skis après chaque utilisation. Les fabricants de fart fabriquent plusieurs formulations différentes de fart adaptées au type et à la température de la neige. Les carres des skis sont en acier, qui peut être de résistance régulière ou trempé.

Conception

Bien qu'un ski semble être une pièce assez simple de matériau synthétique léger, les facteurs impliqués dans sa conception sont basés sur des principes complexes de physique, d'ingénierie et de science des matériaux. La première considération est le poids et la résistance du ski. Il doit être suffisamment léger pour glisser facilement sur la neige, mais suffisamment solide pour soutenir le skieur en cas d'arrêt brutal. Le ski doit également être étanche et relativement résistant aux dommages dus à la glace ou aux rochers rencontrés à grande vitesse. Enfin, le ski lui-même doit avoir une cambrure ou une courbure permanente. Il existe deux types de carrossage : carrossage inférieur fait référence à l'arc du ski vu de côté, et son but est de répartir uniformément le poids du skieur. Le ski est plus étroit au centre afin de mieux répartir le poids. Carrossage latéral fait référence à l'arc de chaque côté du ski vu d'en haut, conçu pour permettre au skieur de tourner en mouvement.

Il existe quatre types de base de skis. Les premiers sont des skis de descente, utilisés pour le ski de vitesse. Ils sont plus longs, plus lourds et plus larges que les autres types de ski et ont moins de flexibilité. Une longueur typique est de 87 pouces (2,2 m). La fixation est située vers l'arrière du ski. Le ski de slalom est meilleur pour l'agilité et les virages rapides. Ils sont plus courts et plus légers que les skis de descente, mais ne sont pas recommandés pour les vitesses élevées. La longueur courante d'un ski de slalom est de 81 pouces (2 m). Le troisième type de ski, le slalom géant, combine la vitesse offerte par la descente et les virages faciles offerts par le slalom. La combinaison, ou ski standard, est le modèle générique destiné à la plupart des skieurs. Tous les skis ci-dessus sont utilisés en ski alpin ou en ski alpin. Les skis de fond sont appelés nordiques et sont plus courts et conçus de manière très différente.

Les skis sont fabriqués dans une variété de longueurs, mesurées en centimètres. La longueur du ski dépend de la hauteur et de l'expérience du skieur, et du type de terrain sur lequel il sera utilisé. Pour le ski alpin, il existe plusieurs modèles :des skis de croisière, pour faire de longs virages en descente à grande vitesse; des skis de bosse, conçus pour se déplacer sans effort sur des touffes de neige appelées bosses, et des skis de poudreuse, pour couper dans la neige profonde. Les catégories sont combinées dans le ski polyvalent, conçu pour être utilisé dans toutes les situations ci-dessus.

D'autres facteurs guident la conception des skis. Le type de neige sur laquelle le ski sera utilisé est un élément crucial Élément . Les neiges naturelles plus dures et lourdes, caractéristiques des régions montagneuses, nécessitent un ski plus dur avec moins de souplesse. La neige artificielle, commune aux stations de ski où le climat ne permet pas une chute de neige suffisante, nécessite des skis moins résistants. L'habileté du skieur est également un facteur important. Un skieur professionnel aura une excellente maîtrise de la dynamique du ski et du sport, et recherche un ski qui l'aidera à aller plus vite dans la neige. Un skieur débutant a besoin d'un ski facile à manier.

La conception du noyau du ski est également importante, car le noyau détermine la quantité de vibrations que le skieur ressentira. La vitesse à laquelle le ski descend ou traverse un terrain entraîne des vibrations qui affectent le skieur. Trop de vibrations fatiguent le skieur et rendent difficile le contrôle des skis. Pour éliminer cela, les ingénieurs du ski tentent de concevoir une construction interne qui absorbe autant de vibrations que possible sans sacrifier la durée de vie du ski. Si toutes les vibrations étaient éliminées, le ski fonctionnerait mal, donc un bon équilibre doit être atteint. Un ski sera également rainuré en une ou deux lignes le long de sa base. Cela lui permet de garder une ligne droite lorsqu'il glisse dans la neige.

Le processus de fabrication

Les skis modernes peuvent être classés en trois types différents :laminés, à boîte de torsion et à coque simple. La méthode laminée est la plus couramment utilisée dans la fabrication de skis, car la combinaison de divers matériaux permet une plus grande variété de modèles. Les skis laminés peuvent contenir un ou tous les matériaux suivants :plastique, fibre de verre, carbone, bois, acier, aluminium, néoprène ou céramique. Ces éléments sont pris en sandwich ou superposés en haut et en bas du noyau. Dans un ski à boîte de torsion, le matériau du noyau est entouré de fibres de verre ou de fibres de carbone. Au lieu d'être pris en sandwich autour du noyau, les couches s'enroulent autour de celui-ci dans ce qu'on appelle une « construction à enveloppe humide ». Le noyau est ensuite scellé avec de la résine et de la chaleur. Ce processus de fabrication plus complexe signifie que les skis à boîte de torsion sont plus chers que les skis laminés, mais ils offrent une meilleure maniabilité et sont donc plus attrayants pour les skieurs sérieux. Les skis à coque simple sont fabriqués à partir d'un matériau intérieur solide tel que le bois, mais entourés d'une coque et de côtés flexibles en fibre de verre ou en plastique. Le poids plus léger des skis à coque unique signifie que plus de contrôle est situé à la pointe des skis, offrant à l'utilisateur un meilleur contrôle de la direction et une meilleure capacité de virage.

Fraisage du noyau

• 1 Le processus de fabrication de la plupart des skis prend son origine dans une salle de type entrepôt de l'usine. Ici, toutes les matières premières – les blocs de bois grossièrement coupés pour les noyaux de bois, les chants en acier, les feuilles de polyéthylène pour les bases, les rouleaux de fibre de verre ou d'aluminium – sont triées et empilées. Pour les skis à noyau bois, le bois pré-laminé est Les skis modernes peuvent être classés en trois types différents. Dans les skis laminés, diverses couches prennent en sandwich le noyau en haut et en bas. Dans la construction de ski à boîte de torsion, les couches s'enroulent autour du noyau. Dans la construction monocoque, de la mousse de polyuréthane est parfois injectée dans la coque du ski. Au fur et à mesure que cette mousse se dilate et durcit, le dessus et les côtés forment une seule feuille. passer dans un broyeur pour une coupe et une finition précises. Ces broyeurs sont commandés par ordinateur par un technicien qui règle les paramètres à l'aide de commandes numériques sur la machine. Ce procédé est également utilisé pour les noyaux en aluminium. La machine coupe et fraise le matériau, y compris l'épaisseur du noyau et la coupe latérale, et récupère également l'excédent, qui est retourné aux fournisseurs. Dans les skis avec noyau en polyuréthane, les couches supérieures et inférieures sont mises dans un moule, puis une presse, et la mousse est injectée avec un tuyau. En se dilatant et en durcissant, la mousse fusionne les couches et devient le noyau.

Assemblage des couches

• 2 Dans l'étape suivante, le noyau et le reste des couches, y compris le dessus et la base, sont placés dans un moule puis dans une presse. La chaleur et la pression donnent un ski rudimentaire, puis de la résine époxy est utilisée pour sceller complètement les couches ensemble. Les skis monocoque, ou "cap", nécessitent un processus d'assemblage plus compliqué et des chambres de moulage plus précises. Ils utilisent toujours des noyaux en bois ou en mousse, mais le dessus et les côtés sont réunis en une seule feuille, ce qui rend le noyau moins intégré aux performances globales du ski.

Collage de la base et des bords

• 3 La semelle en polyéthylène, surface de roulement du ski, est collée sur le ski. Des carres en acier sont également collées sur la surface du ski.

Application de graphiques

• 4 Une autre différence importante entre les types de skis laminés et à boîte de torsion et les skis à coque simple est l'application de graphiques. Les couleurs et les logos flashy sont une marque de fabrique du design de ski, et les fabricants utilisent des graphiques pour différencier leurs modèles. Dans les skis à coque simple, des graphismes sont appliqués sur le dessus, ou le capuchon, avant que les pièces n'entrent dans le moule. Le processus de transfert thermique est couramment utilisé, une méthode qui peut être comparée au mieux à la façon dont un emblème est appliqué sur un t-shirt avec un fer à repasser. Dans l'industrie du ski, ce processus est appelé sublimation, et il donne une image visuellement complexe mais claire. Une autre méthode utilisée dans les applications graphiques à coque unique est l'impression arrière, dans laquelle les graphiques sont appliqués à l'envers sur une feuille transparente par sérigraphie, puis retournés. Lors de l'assemblage, les graphismes fraîchement appliqués restent protégés pendant la phase de moulage.

  

  Avec les skis traditionnels laminés et à boîte de torsion, les graphismes sont appliqués dans l'une des dernières étapes du processus de fabrication. Le ski lui-même passe par un processus de sérigraphie, où le dessin est d'abord appliqué sur un morceau de soie ou d'un autre tissu fin. Les zones qui ne doivent pas être colorées sont recouvertes d'une substance imperméable, puis l'encre est forcée à travers le tissu. Cela doit être fait plusieurs fois, une pression pour chaque couleur, et le ski doit sécher entre les pressions. Une couche de rideau de laque est ensuite appliquée. En raison de la complexité de ce processus, les skis fabriqués de cette manière mettent souvent des jours à sécher, alors que les skis à coque simple peuvent être finis en quelques heures.

Finition

• 5 Le processus de finition finale est presque le même pour tous les types de skis. Les bases doivent être passées dans une machine qui les meule et les polit, et cela se fait avec une combinaison de ponçage à bande et de meulage à la pierre. Le meulage à la pierre est considéré comme supérieur à la méthode à bande. Ensuite, les skis doivent être jumelés par paires. Les bords sont également biseautés et polis. Ceci est fait avec une machine qui teste leur flexibilité et leur carrossage. Une fois qu'ils sont appariés, un technicien de contrôle de la qualité s'assure qu'ils sont bien appariés. Dans les étapes finales, les carres en acier sont huilées, les skis fartés, enveloppés dans du polyéthylène et emballés pour être expédiés vers les points de vente.

Contrôle qualité

Bien que les usines de ski emploient des techniciens qui vérifient les skis à chaque étape du processus de fabrication, une grande partie des tests est effectuée après l'arrivée des skis dans les magasins. Il faut souvent un certain temps pour que tous les matériaux synthétiques se fixent correctement et la surface du ski peut changer pendant le transport. Ce processus par lequel les skis sont préparés pour les pistes s'appelle le réglage et est effectué par un technicien du ski, ou « tuner », employé dans les magasins de vente au détail de ski ou les magasins professionnels. L'accordeur utilise des limes pour rendre la semelle du ski aussi plate que possible. Les carres en acier sont encore plus biseautées, car la base du ski rétrécira lorsqu'elle heurtera la neige. Les spatules et talons sont à nouveau poncés et fartés pour une meilleure protection et une meilleure glisse.

Le futur

Les experts prédisent que la fabrication de skis deviendra de plus en plus orientée vers la production de skis monocoques. Ses méthodes plus économiques et ses performances améliorées sont les principales raisons de cette prévision :les monocoques sont plus légères et gèrent plus efficacement les vibrations. Bien que le réoutillage des usines soit coûteux, le processus de fabrication d'une seule coque ne prend que quelques heures, contre quelques jours pour la construction laminée et en boîte de torsion, et nécessite moins de main-d'œuvre. Avec le temps, ces facteurs réduiront le coût du ski. Les préoccupations environnementales sont également réduites par la production de coques simples. Les usines de ski aux États-Unis et en Europe doivent se conformer à des réglementations gouvernementales de plus en plus strictes en ce qui concerne l'exposition des travailleurs aux produits chimiques et au bruit, ainsi que la réduction des déchets pendant le processus de fabrication. Dans la fabrication des skis monocoque, ces éléments sont fortement diminués. Dans tous les types d'usines de ski, les nouvelles usines et machines d'assemblage récupèrent désormais les matériaux excédentaires pour les retourner aux fournisseurs, et les rectifieuses modernes sont plus silencieuses et plus sûres. La technologie robotique est également de plus en plus utilisée dans le processus de fabrication.