Ski Suisse 1985 - Biomécanique

Interassociation suisse pour le ski

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Ski Suisse

Ce nouveau livre du ski alpin est livréaux maîtres de ski et mis en vente dans les librairies douze ans aprèsla dernièreéditiondu SkiSuisse. Les milieux spécialisésont attendu longtemps que la nation, récoltantactuellement les plus grands succèsdans le domaine du ski alpin, presente dans un ouvrage original, le chemin qui mènele débutantau skieur d'elite. Le manuel d'enseignement officiel des Ecoles Suisses de ski, de Jeunesse et Sport et de toutes les fédérationsaffiliéesàl'Interassociation Suisse pour le ski, contient donc une grande quantite de suggestions. II est àmêmede motiver les passionnésdu ski àperfectionner leur technique.

Le Ski Suisse 1985 veut montrer les relations existant entre les aptitudes du debutant et la technique du coureur de pointe qui montre constamment l'exemple. Parallelement, la terminologie spécifiqueàla Suisse est devenue plus objective et fonctionnelle. Pour les descriptions techniques, elte renonce aux termes symboliques. Elle veut decrire d'abord, le plus simplement possible, les déroulements des mouvements determinants sans utiliser des noms de virages spectaculaires.

Le manuel d'enseignement SA-/Su/sse 1985 innove donc. En accord avec les connaissances modernes acquises dans le domaine des principes cinetiques (selon lesquelles les mouvements fondamentaux se ressemblent et ont une signification centrale àtous les échelons),les processus élémentairesliésau corps humain et leur transfert dans la pratique du ski sont mis en évidencedans la «conceptiondu ski».On retrouve ces mouvements adaptésàtous les degrésd'aptitude. lis forment la base pour un perfectionnement ulterieur. Dans un chapitre special, ces relations sont étayéespar les demonstrations de la biomecanique.

On montre, dans le domaine de l'enseignement, que l'apprentissage cinétiqueest toujours liéàdes processus psychologiques. L'élèvene doit pas seulement s'orlenter au moyen d'images externes. II doit egalement mesurer intellectuellement ses perceptions et les integrer dans ses reflexions.

Dans l'enseignement du ski, il s'agit tout particulierement de rappeler les élémentsfondamentaux de l'apprentissage et de l'instruction. On souligne les exigences, poséesàla maîtresse et au maître de ski, avec les différentescompétencescorrespondantes. Les aspects de l'action methodologique et les nombreuses formes d'organisation prennent une grande signification dans la conduite de l'enseignement.

Avec l'intégration toujours plus marquée du ski dans la société, il faut aussi mentionner les problèmesécologiqueset de droit. Le livre rappelle constamment au maître que ses responsabilitésdépassentla seule leçonde ski.

Dans le but de creer ànouveau un ouvrage valable pour une assez longue période,on a choisi pour le Ski Suisse, au lieu de photographies, une illustration avec dessins qui sont moins dépendantsde l'actualité,des personnages et de la mode. En Urs Strähl(Bâle),on a pu trouver un graphlste competent. Avec une sensibilitéintérieureet grâceàune grande intuition, il a pu simplifler les complexes possibilites de mouvement de l'etre humain et les réduireàleur aspectfonctionnel.

Partie IV Bases biomécaniques de la teohnique du ski

Considérationsgénérales

La biomécanique est l'explication du déroulement des mouvements de l'homme àl'aide des principes de ta physique et de la biologie.

La connaissance des principes de base de la biomécaniqueaméliorela comprehension de la technique du ski et du deroulement des mouvements du skieur. Des notions tirees de l'etude du contrôle de la motricité dans le sport (anticipation, coordination) seront aussi utilisées pour expliquer les relations qui lient les processus de conduite et de réglageaux donnéesde la physique. Si le professeur de ski doit avoir quelques notions de la biomecanique du ski, il n'est pas necessaire qu'il maîtrise l'entier de cette matière.

Le ski est étroitementapparentéàd'autres sports tels que le patinage, le patin àroulettes, la planche àroulettes, le ski nautique, le surf, le skisurf et la planche àvoile. Le point commun est qu'il faut s'efforcer de maintenir son equilibre.

o e Bases physiques

Page 166

La coordination des mouvements et l'anticipation Page 173

Le centre de gravite du corps et sa trajectoire àski Page 174

Lesteret délester

La descente dans la ligne de pente

La descente en traversee et le derapage

Les virages

176 Page

Page

Le maintien de l'equilibre Page 171 o o e o o o

O Bases physiques

1.1. Les principes de Newton

Les principes de l'inertie, de l'action et de la reaction constituent la base des lois physiques qui interviennent àski. Ces principes font intervenir des forces. II est important de noter que l'effet d'une force ne depend pas seulement de son intensite, mais

1.1.1. Le principe d'inertie

L'inertie est une propriétécommune àtous les corps. Elle est la raison pour laquelle tout corps se maintient au repos ou dansle mêmemouvement rectiligne uniforme (on entend par làque le corps se déplaceàvitesse constante le long d'une ligne droite)

1.1.2. Le principe d'action

Les corps qui se meuvent librement sont accéléréspar des forces. Laforce qui agit sur un corps, la masse de ce corps et son accélération*sontjiés par une relation. Cette relation est le principe d'action: F=m-a.

1.1.3. Le principe de reaction

Si un corps agit avec une force Fi sur un autre corps cet autre corps agit sur le premier avec une force opposee Fa d'egale intensité.

Exemple:

• La force d'action Fi est ici le poids du skieur et de son équipement.

• La force de reaction Fz est exercee par le sol sur le skieur.

aussi de la direction dans laquelle elle agit (vecteurs, voir 1.1.4.) (la direction entre aussi en ligne de compte pour les vitesses, les accélérationset les moments de rotation).

tant qu'aucune force ne le contraint àmodifier son état de mouvement. Ce n'est que par l'effet de forces que l'etat de mouvement (vitesse instantanée)d'un corps peut êtremodifié.

F: force, m: masse, a: accélération

ÇG : Centre de gravité Forced'action Fa: Forcederéaction

1.1.4. Les forces sont des grandeurs qui ont une direction (vecteurs)

L'intensiténe suffit pas pour déterminerentièrementune force, sa direction entre aussi en ligne de compte. Une force peut etre représentéegraphiquement par une flèche. La direction de la flèchereprésentela direction de la force, la longeur de la flèche indique l'intensitéde cette force.

On utilise le symbole F pour une force lorsque la direction et l'intensitésont données.L'intensitéde laforce est alors représentéepar la lettre F seule.

L'unitéde force est le newton N. Un newton est la force qu'il faut faire agir sur un corps pour que son accélérationsoit de 1 m/s2.

Exemples:

• La terre exerce une forme d'attraction d'environ 9,81 N sur un corps dont la masse est 1 kg.

•

Une plaque de chocolat de 100 g, tenue dans la main, exerce sur celle-ci une force d'environ 1 N.

* Toute modification de la vitesse est une accélération.Lors d'un mouvement décéléré(diminution de la vitesse), l'accélérationest opposée au mouvement (accélérationnégative).Lors d'un changement de direction, l'intensitéde lavitesse peut rester la meme (par exemple dans un virage), il y a quand mêmeaccélération

F: Force(l'intensitéet ladirection)

du mouvement. C'est la direction de la vitesse qui change. Cette accélérationest alors dirigéevers le centre de la courbe. II n'y a pas de changement de direction sans une force d'accélération(force centripete : Fcp).

L'intensitédela force

1.1.5. L'addition et la decomposition des forces

On doit souvent considerer plusieurs forces simultanement pour décrirela trajectoire d'un corps.

Pour connaître, par exemple, l'effet de deux forces Fi et Fz agissant en un meme point, il faut les additionner. On recherche une force résultanteou résultanteR qui ait le meme effet que les deux forces reunies. Fi + Fz = R.

Graphiquement, on obtient cette resultante àl'aide du parallélogrammedesforces.

La décompositiond'une force R en deux composantes Fi et FÏ, dont les directions sont données,s'obtient aussi àl'aide du parallélogrammedes forces.

Exemples:

5}B§t

L'addition de P (poids) et de Fcf (force centrifuge) donne la E!:l:SStÜ

• P (poids) et Fcf (force centrifuge) agissent ici dans des sens opposés^maisselon la mêmedirection. La résultanteR de P et de Fcf est aussi dans la meme direction.

1.2. Forces internes et externes

Pour l'analyse des mouvements du skieur, nous distinguerons les forces internes et les forces externes.

Les forces internes sont les forces entre les diverses parties du corps (forces musculaires, forces de frottement àl'interieur des articulations, etc.). L'etat de mouvement du centre de gravitédu corps ne peut êtremodifiépar les seules forces internes. Elles modifient, tout au plus, les positions des diverses parties du corps les unes par rapport aux autres. Comme le skieur est, en général,en contact avec le sol, les forces internes font apparaître des forces de réactionexternes.

Les forces e^temesagissent entre le milieu environnant et le corps (poids, forces de reaction, etc.).

Forces internes.

Forces externes.

1.2.1. Le poids P

Sur la terre, tout corps est attire par une force P (poids) vers le centre le la terre.

L'effet du poids P sur un skieur immobile se traduit par l'aplatissement du cintre des skis et par le tassement de la neige.

D'après le principe de réaction, le poids P engendre une force de réaction.Cette force est exercee par le sol sur le skieur perpendiculairement au sol. Elle s'appelle force normale N.

Le poids P et la force normale IÎ agissent aussi sur le skieur lors d'une descente dans la ligne de pente. De ces deux forces réuniesrésultelaforce de pousséeFpqui provoque l'accélération du skieur dans la direction de ja pente.

Comme la résultantede P et N apparaît mieux lorsque ces forces agissent au meme point, la force normale N, qui agit en A sur les skis, a étédéplacéeici le long de sa ligne d'action. L'effet de la force normale reste le meme.

1.2.2. La force de frottement Ff

Lorsque l'on veut faire glisser l'un contre l'autre deux corps qui sont en contact, on observe une force qui s'oppose au mouvement, c'est la force de frottement Ff.

A ski, cette force de frottement Ff depend de la force normale N (qui agit perpendiculairement aux skis) ainsi que de l'etat de la neige et de la semelle des skis. Le coefficient de frottement p est un nombre qui depend de l'etat des deux surfaces en présence(neige et semelle des skis). II exprime l'influence de cet étatsurlaforce de frottement. On a: Ff=|rN.

L'effet du poids.

ÇG:Centredegravité P: Poids lî: Forcenormale

La descente dans la ligne de pente.

ÇGCentre de gravité P: Poids N: Forcenormale

Fp: Forcepoussée A: Pointoùagitlaforce normale

—:Ligned'actiondela force normale

L'effet de la force de frottement.

ÇGCentre de gravité Ff: Forcedefrottement lî: Forcenormale

1.2.3. Résistancede l'air^r ®tforce ascensionnelle ?a

D'autres forces deviennent perceptibles lorsque l'on skie à grande vitesse. Elles sont provoquees par l'action du courant d'air sur le skieur.

II s'agit de la resistance de l'air Fr et.de la force ascensionnelle Fa. La direction de la force Fr provoquee par la resistance.de l'air est opposéeau mouvement. La force ascensionnelle Fa réduitl'intensitéde la force normale, ce qui provoque une diminution de la pression sous la plante des pieds du skieur.

1.3. Les forces d'inertie f\

A cause de l'inertie, tout corps tend àmaintenir sa vitesse constante (en intensitéet en direction). Lors de toute accélération, le skieur ressent des forces d'inertie. Leur direction est opposéeàl'accélération.

Exemples:

1 Si, par exemple, un skieur est freine en passant de la piste àla haute neige, il sent une force d'inertie F; qui le tire vers l'avant.

2 Lprsdupassagedelahauteneigeàlapistejaforced'inertie ;i agit en direction contraire au mouvement et le skieur est tiréen arrière.

Forces dont il faut tenir compte lorsque la vitesse devient grande.

ÇG:Centre de gravité fr: Résistancedel'air Fa: Force ascensionnelle

L'influence des forces d'inertie.

s :Centredegravité Forced'inertie

1.3.1. La force centrifuge Fcf

Lors d'un virage (par exemple), la direction de la vitesse, qui est tangente àla trajectoire, change constamment, il apparaît donc une force d'inertie qui tire le skieur vers l'exterieur de la courbe. Cette force s'appelle la force centrifuge ?cfL'intensitéde cette force augmente, si la vitesse et le poids du skieur augmentent ou si le rayon de la courbe diminue. La relation exacte est donnee par la formule Fcf!

forcecentrifuge(intensité)

masseduskieur

vitesseduskieur(intensité)

rayondelacourbe

m-v2

Dans un virage, le skieur ressent la force centrifuge.

ÇG:Centredegravité Fct: Force cenfrifuge

—tr— giLL:SE£ S!

O Le maintien de l'equilibre

Par maintien de l'equilibre, on entend tous les mouvements necessaires pour garder un equilibre quasi statique ou dynamique.

2.1. Le maintien quasi statique de l'equilibre

On parle d'un maintien quasi statique de l'equilibre lorsque les mouvements du corps sont petits, par exemple en station debout. Leskieuràl'arrêtdoitdéjàfairedespetitsmouvementsde compensation. Le terme «quasi»signifie donc que le corps n'est pas tout àfait au repos. Si l'on ferme les yeux, ou si l'on souleve un ski, on constate des mouvements plus importants.

Maintien quasi statique de l'équilibre.

2.2. Le maintien dynamique de l'equilibre

Les mouvements s'amplifient pendant une descente, on parle de maintien dynamique de l'equilibre.

Maintien dynamique de l'équilibre.

A ski, il y a, àtout instant, plusieurs forces qui agissent en meme temps sur le skieur. Son comportement dynamique doit lui permettre de maintenir son equilibre, c'est-a-dire qu'il doit agir afin que la direction de la resultante de toutes les forces qui interviennent passe par le polygone de sustentation.

Le polygone de sustentation S est la surface limitee par le contour extérieurdes skis. Dans des situations extrêmes,cette surface peut se réduireàla seule carre d'un ski. En plantant un bâtonon agrandit le polygone de sustentation.

R passe par le polygone de sustentation.

fi: Résultantede toutes les forces qui agissent sur le skieur S: Polygone de sustentation

R ne passe pas par le polygone de sustentation

le skieur tombe.

passe pas par le polygone de sustentation.

Résultantede toutes les forces qui agissent sur le skieur

Polygone de sustentation

O La coordination des mouvements et l'anticipation

3.1. La coordination

La suite des croquis montre comment l'intensite et la direction des forces agissantes peuvent se modifier, et comment le skieur doit s'y adapter continuellement.

CG: Centre de gravite, ?: Poids, IÎ: Force normale, ?p: Force de poussee, ?ct: Force centrifuge

A ski, coordonner signifie regler constamment toutes les forces internes et externes pour atteindre le but que s'est fixe le skieur. Les forces externes (forces d'inertie, d'action, de frottement) se modifient àchaque instant, un mouvement de coordination ne peut donc s'obtenir que par une adaptation constante des reactions musculaires (forces internes).

Le skieur obtient des informations sur ses mouvements et sur son environnement par l'intermediaire des organes des

3.2. Anticipation

sens. Ces informations lui permettent de comparer son etat de mouvement présent(situation) avec ses intentions (but).

Lorsque la situation presente ne correspond pas au but à atteindre, le skieur corrige son mouvement. Le skieur exercéy parvient par des mouvements de correction moins importants que le skieur debutant.

Avec l'expérience, le skieur augmente sa capacité de tenir l'anticipation. (Le développementdes capacitésd'anticipation compte des conditions previsibles du terrain, de l'etat de la de l'élèveestundesbutslesplusimportantsdel'enseignement neige, etc. Cette prevision des conditions futures s'appelle du ski).

O Le centre de gravite du corps et sa trajectoire àski

4.1. Le centre de gravite

ffiïl

Bffltfw-ifflttlimft^m

La localisation du centre de gravitédépend de la position du corps.

ÇG:Centredegravité P: Poids ^/

Le centre de gravite d'un corps est le point d'application de la résultantede toutes les forces de pesanteur agissant sur les diverses parties de ce corps. Laforce d'attraction de la terre agit sur toutes les parties du skieur et de son equipement. On peut

4.2. La trajectoire du centre de gravite

La localisation du centre de gravitédépend de la position du corpa.

ÇG:Centredegravitê P; Poids

imaginer que toutes ces forces sont reunies en une seule force: le poids P, qui agit en un point du corps: le centre de gravité. La localisation du centre de gravitédépendde la position du corps.

4.2.1. Les trajectoires du centre de gravite et des skis lors d'un virage

1 Skieurdébutant! l'écartlatéral entre la trajectoire des skis et celle du centre de gravitéest relativement petit. La position dans le virage est moins bien réglée.

2 Skieurexpérimenté; l'écartlatéral entre la trajectoire des skis et celle du centre de gravitéest relativement grand. La position dans les virages est mieux réglée.

A: Trajectoiredu centre de gravité B: Trajectoiredesskis

CG : Centre de gravite

La trajectoire du centre de gravite renseigne sur le mouvement gravite. Lors d'un virage, la phase de derapage est importante global du skieur. Lors d'un virage, on peut deceler le niveau d'un chez un skieur débutant.Le skieur expérimentéparvient àresskieurencomparantlatrajectoiredesesskisfplusprécisément: treindre ce dérapage. du centre de rotation de ses skis) avec celle de son centre de

Sî IDIIlI.IlJltlLTÜIiliÜIlIUll

Bonne trajectoire du centre de gravite.

CG; Centre de gravite, P: Poids, ?cf: Force centrifuge, ri: Grand rayon de courbure

Mauvaise trajectoire du centre de gravite.

CG: Centre de gravite, ?: Poids, Fcf: Force centrifuge, rs: Petit rayon de courbure

On peut montrer l'importance de la trajectoire du centre de pour eviter que le skieur ne decolle sur les bosses et ne soit gravité par l'exemple du passage de bosses et dépressions, écrasédans les dépressions. Comme l'intensité de la force représentéici dans un plan vertical. centrifuge (Fcf= my ) diminue lorsque le rayon de courbure

Le problèmelors du passage de bosses et dépressionsest augmente, le skieur àdopteraune position basse sur les bosses de rendre la force centrifuge Fcf aussi petite que possible et une position haute dans les depressions.

4.2.2. La trajectoire du centre de gravite lors du passage de bosses et depressions

O Lester et délester

Lorsque le skieur est en contact avec le sol, il exerce sur celui-ci des forces. La direction et l'intensitédes forces agissant sur le sol varient constamment. Pour simplifier, nous considérerons les différentespossibilitésisolément,bien qu'eltes se combinent en général.

On distingue, en général,les lestages et delestages actifs et passifs. Ce sont des forces internes qui produisent des lestages et delestages actifs, et des forces externes qui en produisent des passifs.

5.1. Les lestages actifs

Lestage actif par extension.

ÇG:Centredegravité

P: Poids Forced'inertie

m Lestage actif par ralentissement d'une flexion.

ÇGCentre de gravité P: Poids ?i: Forced'inertie

Ijl-^illiiiiîiiijii

Les lestages actifs sont provoques par extension (des jambes et des hanches) ou par ralentissement d'une flexion.

Le skieur ressent dans les deux cas une augmentation de la pression sous la plante des pieds.

II y a un lestage actif lorsque le centre de gravitéest accéléré par des forces musculaires (forces internes) dans une direction oposéedu sol. Une force d'inertie Fj opposéeàl'accélération intervient alors, en plus du poids ?.

5.2. Les délestagesactifs

Délestageactif par flexion.

ÇG:Centredegravité ?: Poids ?i: Forced'inertie y

Un lestage actif apparaît aussi lors du ralentissement d'une flexion. Bien que le centre de gravitése déplaceen direction du sol, l'accélérationse fait en direction contraire (rappel: un ralentissement est une accélérationnégative).La force d'inertie Fj agit dans la meme direction que lepoids P.

Délestageactif par ralentissement d'une extension.

ÇG:Centredegravité P: Poids ?i: Forced'inertie

Les délestagesactifs sont provoquéspar flexion (des jambes et ressent alors une diminution de la pression sous la plante des des hanches) ou par ralentissement d'une extension. La force pieds. d'inertie ?; s'oppose dans les deux cas au poids P. Le skieur

On peut obtenir un delestage complet par une flexion tres rapide des jambes et des hanches. Le skieur n'exerce alors plus aucune force sur le sol.

5.3. Les lestages passifs

On parle de lestage passif lorsque des forces externes provoquent des forces d'inertie agissant en direction du sol.

Dans notre exemple, laforce centrifuge ?cf agit dans la mêmedirection que le poids P.

5.4. Les délestagespassifs

Des modifications dans la configuration du terrain (par exemple des bosses) influencent le mouvement et engendrent desforces d'inertie. II y a un delestage passif lorsque ces forces d'inertie sont opposéesaux forces que le skieur exerce, perpendiculairement, sur le sol.

Dans notre exemple, la force d'inertie est une force centrifuge Fcf qui s'oppose au poids P.

5.5. Changement du lestage

Le déplacementdes forces (poids, force centrifuge, etc.) d'un ski sur l'autre s'appelle: changement du lestage. Ce change-

ÇG:Centredegravité P: Poids

Forced'inertie

ÇG:Centredegravité P: Poids

Forcecentrifuge

Poids

Force centrifuge

ment peut se faire partiellement ou completement (en soulevant un ski).

O La descente dans la ligne de pente

6.1. Descente dans la ligne de pente en pente douce

Lors d'une descente, àvitesseréduite,dans la ligne de pente, les forces suivantes apparaissent:

• Le poids P, la force normale N (force de reaction agissant perpendicUairement du sol sur le skieur), et la force de frottement Ff.

• La résultantedu poids P et de la force normale N est laforce de poussée?p, qui accélèrele skieur vers l'aval dans la ligne de pente.

Les forces lors d'une descente dans la ligne de pente.

ÇGCentre de gravité ß: Poids lî: Forcenormale PD: Forcedepoussée Forcedefrottement

6.2. Descente dans la ligne de pente en pente àforte déclivité

Plus la pente est abrupte, plus grande est l'intensite de la force de pousséeFp et plus petite est l'intensité de la force normale N.

A grande vitesse, la resistance de l'air et la force ascensionnelle influencent aussi le skieur. La resistance de l'air freine le skieur, laforce ascensionnelle provoque un delestage passif qui diminue l'intensité de la force de frottement Ff mais qui rend aussi la conduite des skis plus difficile.

mn & BB.I ffl

Descente d'une +.-_,-- .r.,, penteabruptedansla ligne de pente.

ÇG:Centredegravité P: Poids lî: Forcenormale PO: Forcedepoussée :t: Forcedefrottement ?r: Résistancedel'air ?a: Forceascenslonnelle

O La descente en traversee et le derapage

Descente en traverséesans dérapage.

ÇG:Centredegravité P: Poids

N; Forcenormale

R: RésultantedeP etN

?lo: Composante longitudinale de R F'io: Projectionde?io composante longitudinale) sur le plan de la pente

Frio: Force de réaction longitudinale

F|a: Composante latéralede

F'ia: ProjectiondeNia (composante latérale)sur le plan de la pente

?rla: Force de réaction latérale

Le poids P et la force normale N donnent ensemble la resul-

Comme la force de reaction agit dans le plan de la pente, on tanteR.Cetterésultantepeutêtredécomposéeendeuxforces,projette F|o et ?ia sur ce plan. Ônappellera F'io et F'ia ces appelees composante longitudinale F|o et composante late- projections. Unefo^teprisedecarre^engendreuneplusgrande raleFia. . force de réaction Fria opposée àF'ia.Le dérapage est alors moins important.

àprovoquer un dérapagelatéral.Le skieur se tient sur les carres Lors d'une descente en traverséesans dérapage,F'ia est amont et peut influencer le derapage par l'angulation du corps et égaleàFria. Lorsque F|a est plus grande que Fria, il y a derala prise de carres. page.

O Lesvirages

8.1. Virages et position dans les virages

Lors d'un virage, le skieur ressent une force d'inertie Fcf (force centrifuge) qui le tire vers l'exterieur du virage. Le skieur s'oppose àcette force centrifuge en prenant, pendant le virage, une position en rapport avec cette force. L'angle y d'inclinaison du co_rps vers l'interieyr du virage est égal àl'angle entre le poids P et la résultanteR du poidsP et de laforce centrifuge Fcf.

La position que doit adopter un skieur dans un virage, pour ne pas êtredéséquilibrévers l'extérieurde ce virage, dépend des élémentssuivants: lavitesse, le rayon de courbure du virage, l'inclinaison de la pente, l'angle de direction (angle situe dans le plan de la pente, entre la direction des skis avant le declenchement du virage et la direction instantanee).

Le skieur doit s'incliner davantage vers l'interieur du virage si la vitesse est plus grande et si le rayon de courbure du virage est plus petit. L'angle d'inclinaison diminue pendant le deroulement du virage. Plus la pente est abrupte, plus cette diminution est rapide.

Le skieur doit s'incliner vers l'intérieur du virage.

ÇG:Centredegravité ß: Poids Fcf: Force centrifuge R: RésultantedePet ?cf Y: Angled'inclinaison du corps

8.2. Les forces et les moments de rotation lors du declenchement et pendant la conduite de virages

Des rotations des skis et du corps peuvent êtreprovoquéespar des forces internes (forces musculaires) ou externes (poids, forces de réactionde la neige, etc.). En général,ces rotations sont engendréespar une conjonction de forces des deux types.

On peut faire la distinction entre les rotations par delestage et par lestage. II y a en général,rotation par delestage lors du

8.2.1. Le moment de rotation M

Une rotation des skis ou du corps ne peut etre provoquee que par des forces dont les lignes d'action ne passent Qas par le centre de gravité. Le terme moment de rotation N1 désigne l'effet de rotation provoque par des forces agissant ainsi. L'intensitédu moment de rotation est définiecomme étantle produit de la distance entre la ligne d'action de la force et l'axe de rotation par l'intensitéde cette force: M=b-F. La direction du moment de rotation est parallele àl'axe de rotation.

Dans nos deux exemples, les forces de reaction Fre de la neige, agissant devant ou derriere l'axe a de rotation, provoquent une rotation des skis dans le sens indique.

déclenchementd'un virage. II y a rotation par lestage pendant la conduite d'un virage et parfois aussi lors du declenchement d'un vlrage.

:2 + fflî ffiîMffN: s

'vi

-i:r-

Moment de rotation

M provoquépar une force ?re a9'8sant devant l'axe de rotation.

?re: Force de réaction

A: Pointd'actiondela force ?re b: Distanceentrela ligne d'action de ?re et l'axe de rotation a: Axe de rotation ik: Momentde rotation

Moment de rotation

0 provoquépar une force Fre agissant derrièrel'axe de rotation.

?re: Force de réaction A: Pointd'actiondela force ?re b: Distanceentrela ligne d'action de Fre et l'axe de rotation a: Axe de rotation fii: Momentde rotation

8.3. La rotation par delestage

La rotation par delestage.

La rotation par lestage.

Pendant une phase de delestage, les skis peuvent êtreécartés, la duréedu délestage.La rotation des skis peut etre la conseconjointement ou séparément,de leur direction initiale. Une quence d'une contre-rotation du tronc par rapport aux jambes rotation par délestage, provoquée avant tout par des forces ou d'une rotation de tout le corps. internes (forces musculaires), ne peut êtreréaliséeque pendant

8.4. La rotation par lestage

Lors d'une rotation par lestage, ce sont avant tout des forces continue de la charge sur les carres des skis, le ski exterieur extérieuresqui provoquent le changement de direction des skis. jouant alors le rôlede gouvernail.

C'est généralementliéàune contre-rotation du tronc par rapport

Le déclenchementet la conduitesont favoriséspar la forme aux jambes. Le skieur regle la rotation par une modification des skis (cintre et taille).

8.4.1. La trajectoire du centre de gravite

A fin de mieux comprendre la maniere dont sont provoques les changements de direction d'un skieur, on peut considérerséparémentla trajectoire du centre de gravitéet la rotation du corps et des skis.

La trajectoire du centre de gravite ne s'incurve que lorsqu'une force perpendiculaire àla trajectoire agit en direction du centre du virage,^ette force est laforce centripete Fcp. Cette force centripèteFcp est la conséquencedes forces de réaction de la neige, qui agissent lateralement sur les skis. Ces forces peuvent êtremodifiéespar un changement de la prise de carres et par un deplacement du centre de gravite.

Dans notre représentation,on considèreles projections des forces sur le plan de la pente.

8.4.2. Le dérapagelatéraldans le virage

Le skieur dérapelatéralementlorsque R' est plus grande que •ra.

8.4.3. La rotation des skis

La direction des skis ne coïncide généralementpas avec la tangente àla trajectoire car les skis dérapent plus ou moins pendant la conduite d'un virage. De plus, on provoque une rotation des skis. Le moment de rotation necessaire est provoquépar le skieur en déplaçantle centre de gravitévers l'avant; il leste davantage la_pointe de ses skis et le point d'action de la force de réactionFr se deplace devant le point d'action de la force R'. II en resulte un moment de rotation qui fait tourner les skis dans le sens indique.

Le skieur a une possibilite supplementaire d'obtenir une rotation des skis par une contre-rotation du tronc. La rotation des skis, appuyéssur la carre, peut aussi êtreprovoquéepar les seules forces de reaction de la neige, agissant sur un côtédes skis.

8.4.4. Virage et dérapagecombinés

Rotation et dérapageapparaissent de manièrecombinéedans presque tous les virages.

Le skieur peut influencer la force Fre. Fre augmente par une accentuation de la prise de carres ou par un lestage actif. Fre diminue lorsque les skis sont mis àplat ou lors d'un delestage.

Lors du déplacement du centre de gravite dans le sens longjtudinal des skis, se sont avant tout les points d'application de R' et Fre qui sont modifies.

L'influence de la force centripète.

ÇG: p: ;cp Fcf: F'cf

Centredegravité Poids Forcecentripète Force centrifuge Projectionde ?cfsurleplandela pente Force de réaction

Dérapagesans rotation des skis.

ÇG:Centredegravité P: Poids

fcl'- Forcecentrifuge R: Ré; et?cf R': ProiectiondeRsur le plan de pente Fre: Force de réaction

Rotation des skis à partir de la direction tangentielle. La ;re agissant devant la torce R', les skis tournent dans le sens indiqué.

[ lcf R':

Centre de gravité Poids Forcecentrifuae RésultantedePet

Virage avec dérapage Fre est plus petite que R'. ?re a9lt devant R'.

Projection de R dans le plan de la pente : Forcederéaction

8.5. Virages et pression sur les carres

II n'y a pas que les forces exercees par les skis sur le sol qui ont de l'importance, la pression et la repartition de la pression interviennent aussi. Par pression, on entend laforce par unite de surface. La pression est souvent mesuree en bars. Un bar est égalàlOOOOONparm2.

Lorsqu'il est sur les skis, un skieur exerce une pression d'environ 2000 N par m2 sur le sol.

Cette pression ne suffit plus lors d'un virage, car l'intensite de la force centripete, qui doit etre produite pour maintenir le skieur sur une trajectoire courbe, ne peut etre atteinte. Par une prise de carres, le skieur diminue la surface de contact et augmente la pression. Le ski mord la neige et l'intensite des forces de réactionaugmente.

A grande vitesse, la pression peut atteindre 50000 N par m2 lors d'une forte prise de carres sur une piste glacee.

augmentation de la pression sur le solprovoque des (orces de réaction plus grandes.

Jusqu'à2000—,