Élaboration et caractérisation de revêtements innovants maximisant la glisse des ski de fond

Development and caracterisation of innovating coating in order to optimize sledging in cross-country skiing

• Auteur / Autrice : Pauline Lefebvre
• Direction : Elisabeth Blanquet
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : 2MGE - Matériaux, Mécanique, Génie civil, Electrochimie
• Date : Inscription en doctorat le 17/10/2022
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie - matériaux mécanique énergétique environnement procédés production (Grenoble ; 2008-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés

Mots clés

Mots clés libres

Ski

Farts

Céramique

Pvd

Ald

Ski

Ski wax

Ceramic

Pvd

Ald

Résumé

Ce projet concerne l'étude et l'optimisation du coefficient de frottement ski-neige dans le cadre du sport de haut-niveau. Notamment en ski de fond, la performance est fortement liée à la préparation de la semelle des skis réalisée en fonction de la qualité de la neige sur les pistes. Suite à une évolution réglementaire récente (2021), les farts fluorés communément utilisés pour maximiser les performances de glisse, sont désormais interdits pour la préparation des semelles de ski en compétition. Le projet a pour but de développer des couches minces de matériaux inorganiques afin de remplacer en partie ou totalement le fart actuel. La première étape est de formaliser les procédures actuelles de préparation des skis afin de faire un état des lieux des substrats de base sur lesquels pourront être déposés des couches minces et caractériser la surface à atteindre voire dépasser. Une deuxième partie de l'étude sera de réaliser différents types de dépôts de couches minces (par PVD et / ou ALD) de matériaux prometteurs sur les substrats sélectionnés et caractérisés précédemment. Des caractérisations en termes de propriétés physico-chimiques, d'adhérence, d'hydrophobie seront pertinentes pour évaluer les différents types de revêtements. Enfin, une troisième partie du projet consistera à évaluer le(s) revêtements retenus dans des conditions proches des conditions réelles de course grâce à des dispositifs tels des tribomètres et ainsi obtenir les valeurs du coefficient de frottement pour différentes combinaisons entre les méthodes de préparation de la semelle de skis et des conditions de neige, et de comparer ces coefficients à ceux mesurés avec les farts habituels.

This project deals with the optimisation of ski-snow coefficient of friction in high-level winter sport. In cross-country skiing, performance is particularly dependant on the preparation of skis realised as a function of snow conditions. Current fluorinated ski wax, maximising the sledging, have been very recently forbidden in ski competition. The project aims at developing inorganics materials coating to replace partially or totally the present ski wax. First, current procedures of preparation of skis have to be formalised in order to make a state-of-art of substrates on which coating will be applied and to characterise the surface to achieve or exceed. The second step of the project is thin layer coating (with PVD and / or ALD) of several promising materials on selected and characterised substrates. These coatings are characterised in terms of physico-chemical properties, grip and hydrophobia. Finally, the optimised developed coating(s) are studied in conditions close from race conditions thanks to tribometers that allow to measure the coefficient of friction for different ski preparation and snow condition combinations.