POURQUOI UN SKI NE FERA JAMAIS UN PATIN DE TRAÎNEAU

- Le but de cet article n'est pas de jeter le discrédit sur les traîneaux réalisés à partir de skis de fond, mais simplement de tenter d'expliquer de façon simple et littérale, la "mécanique" du patin.
– Sans utiliser de développements mathématiques (souvent rebutants et quelquefois ardus), nous sommes conscients que cet exposé restera incomplet mais, il aura le mérite (nous l'espérons) d'être perçu par tous.
- Les patins d'un traîneau à chiens (qui par définition est un "véhicule" tracté !!) doit répondre à des contraintes mécaniques et conceptuelles bien différentes de celles d'un ski de fond.

- Ce dernier est dans tous les cas conçu pour favoriser la relance et de ce fait, transformer le maximum de l'énergie émise perpendiculairement par le skieur en énergie "axiale utile à la glisse."
- A l'inverse, les patins d'un traîneau travaillent essentiellement en "extension" et l'énergie employée pour la glisse provient, évidemment …..des chiens. Ce point amène à comprendre que les efforts sur un patin se répartissent comme nous le disions ci-dessus, essentiellement sous forme d'une composante "compressive" et sous forme d'une composante axiale, due à l'effort de traction (pour info, les efforts sur un ski de descente possèdent également une composante axiale, les forces de gravité étant assimilable à une traction). Un ski ne doit son avancement qu'aux forces de relances et n'a donc jamais été conçu pour subir cette composante axiale.

- D'autre part, dynamiquement, les semelles d'un ski sont guidées (pour favoriser la tenue) lorsque le ski travaille "en glisse simple" (par exemple dans une petite descente), c'est la raison d'être des rainurages. Mais il doit également posséder des capacités "d'accroche" pour assurer "la poussée", c'est là le rôle des lignes de côte non linéaires et du cambre peu prononcé.
- A l'opposé, un patin de traîneau, est utilisé soit en lisse simple dans les parties rectilignes du parcours soit en dérapage dans les courbes. Pour ces raisons, les lignes de côtes d'un patin sont linéaires et son cambre est beaucoup plus prononcé.

- Un ski, afin de privilégier la relance sur la vitesse, possède une rigidité maximale (mais très relative) à l'endroit le plus prononcé du cambre et des dispositifs augmentant la rigidité latérale (genre boîte de torsion longue, par exemple) sont souvent employés pour permettre au ski "d'attaquer" en virages coupés. De plus, la grandeur de cette rigidité varie selon une pente très prononcée afin d'obtenir une variation très rapide et une absorption totale des vibrations sur toute la longueur.

- Au contraire, un patin de traîneau se doit, afin de permettre un déjaugeage aisé en accélération, de posséder une rigidité, non pas placée sous le musher, mais plus en arrière. (souvent derrière le berceau, sur les traîneaux conventionnels). Quant à l'absorption des vibrations, si elle est aussi importante que sur un ski, elle ne doit cependant ne pas être totale afin de permettre à l'avant du patin de vibrer sous son propre poids et permettre un contrôle aisé du traîneau. (C'est la raison d'exister des spatules longues, des rayons de courbures importants, des systèmes d'adaptation de la rigidité, fractionnés et des "amortisseurs" de basket ou de brushbow employés aujourd'hui sur presque tous les traîneaux de vitesse.)

- Ce point nous amène à parler des spatules courtes, basses et "pointues" des skis qui doivent leur géométrie à une nécessité de limiter le plus possible le moment inertiel de l'avant. (Vous êtes vous déjà demandé pourquoi l'avant d'un ski est toujours court et pointu ?)
Au contraire, le fonctionnement du traîneau est avantagé par des spatules très longues qui, en augmentant le bras de levier, favorisent le "fonctionnement vibratoire" du patin et induisent une meilleure relance en sortie de courbe, un déjaugeage aisé et une tenue de cap très améliorée.

- D'autre part, lors de l'étude d'un traîneau, il est déterminé une valeur idéale de l'angle de pincement (l'équivalent "du parallélisme" sur une voiture) qui donnera au traîneau ses capacités de tenue, de facilité de "mise en courbe", et dont dépend, en partie, le fameux "rayon de courbure" (l'équivalent du rayon de braquage de votre voiture).
- Cet angle de pincement, malheureusement impose aux patins des contraintes mécaniques résiduelles que sont bien incapables de supporter des skis de fond en raison du manque de souplesse longitudinale évoquée ci-dessous. (cela est inhérent à la conception. Les raisons techniques qui demanderaient un développement mathématique approfondi pour être comprises sortiraient du cadre de vulgarisation que nous nous sommes fixé)
- En conséquence, un traîneau à "patins parallèles" semble la seule solution applicable mais son comportement devient "anarchique". Ou, on prend le risque d'adapter un pincement mais le risque de rupture des patins à la moindre sollicitation longitudinale ou axiale un peu "appuyée" est inévitable.

Nous ne parlerons pas, ici des autres angles de réglages (équivalent au carrossage et à l'angle de chasse d'un véhicule) qui existent aussi sur un traîneau. Ces angles sont inhérents à la fabrication du patin et n'existent donc pas sur un ski.

- En outre, il ne faut pas oublier, et c'est évident, qu'un ski de fond n'est pas étudié pour la vitesse mais qu'au contraire, tout est fait lors de sa conception pour qu'il soit le plus stable possible. S'il possède une souplesse axiale indéniable, il ne possède aucune souplesse longitudinale et il est toujours conçu muni d'un rayon de courbe favorable aux virages "lents" et "longs". …Pas l'idéal pour un traîneau de vitesse !!!!!

- D'autre part, il convient également de prendre en compte que les patins d'un traîneau doivent pouvoir supporter une charge répartie, à peu près uniforme et constante sur toute leur longueur (Chargement sur l'avant et sur le basket, musher sur l'arrière). Or, un ski n'est prévu que pour supporter des efforts plus ou moins brefs sur la partie médiane uniquement…...Pas l’idéal pour un traîneau de rando !!!!!!
Là encore, les calculs de répartition des efforts, de résistance des matériaux et des facteurs de flexion imposeront des architectures totalement différentes lors de la conception d'un ski ou d'un patin.

- En résumé, nous ne dirons jamais de mal de ces traîneaux munis de skis (qui demeurent souvent une alternative simple à la fabrication de traîneaux économiques pour les mushers qui pratiquent peu ou qui débutent) et qui ont permis à beaucoup d'entre nous de se lancer dans "l'activité neige".
- Les skis permettent la réalisation de traîneaux, certes peu performants, mais qui ont l'avantage d'être bons marché, faciles à fabriquer et d'un fonctionnement "doux", propice à l'apprentissage.

Nota : Nous tenons à disposition des membres intéressés, une petite étude mathématique illustrant de façon plus académique et approfondie, l'exposé ci-dessus.

Ch.LEFEBVRE