La société d'installations hydrauliques Hänchen construit des systèmes de tests destinés à l'industrie du sport

Au cours de sa vie, un ski de grande qualité doit supporter au moins un million de chocs et, du moins est-ce le cas chez le fabricant de skis K2, il doit le faire sans manifester des signes d'usure. Mais ce n'est que grâce à un important programme de tests qu'un snowboard ou un ski peut être développé de telle sorte qu'il puisse répondre à ces exigences. Cela représente un défi pour K2 en matière de technique de contrôle. Mais conjointement avec Kurt Klinsmann qui depuis dix ans effectue des essais sur des skis en Allemagne, le manager de produits responsable en Allemagne, Peter Kuba, aimerait en être sûr. Le frère de la vedette de foot Jürgen Klinsmann utilise des systèmes d'essai de la société d'installations hydrauliques Hänchen pour pouvoir obtenir une qualité de pointe, également en Allemagne : "Ainsi nous aimerions communiquer à nos clients la confiance que nos produits sont fabriqués de la meilleure manière possible" ; c'est en ces termes que celui qui est l'interlocuteur pour plus de six-cents commerçants d'articles de sport, dont certains sont très importants justifie les efforts déployés pour ces tests.

Dans le cadre d'un projet pilote, le spécialiste en matière de systèmes hydrauliques d'Ostfildern a mis en place un banc d'essai commandé par ordinateurs sur lequel il est possible de déplacer les prototypes avec une oscillation sinusoïdale pouvant aller jusqu'à 400 Hz. Ainsi il est possible de mener des tests de charge sur le long terme dans des conditions-cadres très réalistes. Les tests dynamiques sur le long terme effectués sur des avions comme l'Airbus ont servi de référence, puisque cela fait des décennies que les cylindres hydrauliques Hänchen analysent d'éventuels points faibles. "Nous souhaitons mettre à la disposition de nos clients le savoir-faire high-tech émanant de l'avionique, également pour des tests sur le long terme de moindre ampleur", Stefan Hummel, directeur de la vente et fondé de pouvoir auprès de la société Hänchen justifie-t-il le projet. "Grâce à ces systèmes, le client est en mesure de tester aussi bien le comportement du produit que la fatigue du matériel."

K2 prend au sérieux les deux missions, car de nos jours, un ski est une construction très complexe, composée de bois, de matières plastiques et de métal, qui exige que les paramètres facilité de torsion, dispositif de guidage, douceur de marche, perte de transition, poids et durabilité soient parfaitement harmonisés. Ce sont surtout les deux grandeurs centrales dans le monde du ski, à savoir le flex et la torsion qui doivent être harmonisés, bien que sur le plan technique ces deux grandeurs soient souvent antagonistes. Le flex symbolise l'élasticité du ski en particulier sur l'axe longitudinal. Ainsi les chocs, qui sont par exemple provoqués par des irrégularités sur la piste, sont absorbés ; la torsion décrit en revanche la rigidité lors des mouvements rotatoires autour de l'axe longitudinal. Seules les arêtes d'un ski disposant d'une torsion élevée ont une bonne prise sur la glace ou dans le cas du carven sur un sol dur. On peut juger de la différenciation lorsque l'on considère des modèles de pointe de skis spéciaux pour femmes ; ces skis ne se distinguent pas par la longueur ou la forme mais par un flex qui est plus souple de 15% ou par un poids réduit de 10%, ces skis s'adaptant ainsi mieux au corps de la femme. Pour les courses de très haut niveau, les skis sont adaptés de manière individuelle au sportif respectif.

Cette diversité montre que la conception d'un ski moderne est pratiquement modifiable à l'infini. Le banc d'essai Hänchen permet d'obtenir des informations exactes sur le prototype respectif. Un cylindre test de Hänchen, doté d'un joint d'air d'admission flottant breveté permet de procéder à une simulation parfaite. Indépendamment de la pression, ces cylindres manifestent toujours un frottement à peine mesurable. A l'intérieur des cylindres, une douille en acier se déforme dans une fente d'étranglement et génère ainsi une fente d'étanchéité exempte de contacts de quelque 1/100 mm. Mais ce procédé fonctionne uniquement dans le cas d'une précision de production d'une amplitude de quelques µm, puisque sinon la fuite provoque d'importantes pertes hydrauliques. La série de construction 328 Servofloat® se distingue uniquement par une sensibilité légèrement accrue pour des forces latérales produites par un piston disposant d'un guidage hydrostatique pour tiges de pistons, ce qui ne joue aucun rôle pour ces systèmes de test. Mais elle représente un avantage important en termes de coûts. Grâce à un frottement négligeable, le joint d'air d'admission offre une précision de positionnement et de répétabilité très élevée. Elle est exempte de saccades et se prête à des mouvements très lents et très rapides. Pour cette raison, ces cylindres se prêtent bien aux essais. En association avec une combinaison de soupape performante et une commande adaptée de manière idéale, il est possible de mener les simulations les plus diverses. Dans le cadre d'essais effectués sur des skis, on analyse d'une part les accélérations et les forces et d'autre part, les vérificateurs enregistrent également le comportement sur le plan optique par des caméras de ralenti.

Pour obtenir ces paramètres, les skis disposent d'un noyau en laminé fait de bois de pins et d'épicéas de grande qualité. Ce noyau est entouré de manière triaxiale d'un entrelacs de fibres plastiques ; les fibres sont précontraintes de manière différenciée sur tous les axes et sont intégrées selon des épaisseurs différentes grâce à des angles de tressage différents. Ensemble avec le noyau en bois, cet entrelacs forme ce que l'on appelle le boîtier de torsion. Des skis durs ou des snowboards se caractérisent par ailleurs par des faisceaux de fibres dégrossies. Dans la partie la plus exposée du ski, on intègre un noyau supplémentaire sur la surface pour combiner un poids réduit et une résistance élevée. Par ailleurs ont été intégrés des poids d'amortissement, destinés à assurer l'inertie qui elle à son tour empêche les vibrations. Et finalement, les matériaux utilisés comme le kevlar et la part de carbone dans le mélange de fibres ainsi que l'utilisation de métaux légers de grande qualité comme les alliages de titane jouent un rôle important. Dans ce monde des possibilités de construction illimitées, les essais offrent une base fiable pour évaluer les skis et les snowboards.

Pour développer un article de sport idéal, il faut conjuguer deux procédés : "Nous prenons en compte des facteurs subjectifs et objectifs", explique Klinsmann. "Pour cette raison, les expériences acquises en matière de développement et de conception sont tout aussi importantes que les essais réalisés par des skieurs du groupe-cible respectif. Mais pour pouvoir faire une évaluation objective et donner des informations concernant la longévité d'un ski, des bancs d'essai modernes sont indispensables."

Jörg Beyer