La performance d'un skieur de fond n'est pas uniquement déterminée par sa forme physique et sa technique, elle est profondément influencée par les conditions météorologiques dans lesquelles il compétitionne. En effet, la pratique du ski de fond repose sur l'interaction délicate de divers facteurs, parmi lesquels l'interaction entre les skis cirés et la neige joue un rôle essentiel. Bien qu'une équipe de ski de fond ne puisse pas contrôler les conditions météorologiques, elle peut essayer d'améliorer les performances de ses skis en jouant avec les propriétés de ceux-ci, notamment en modifiant leur comportement en friction. De ce fait, un système servant à mesurer le coefficient de friction d'un ski sur la neige est un outil idéal pour quantifier les performances des différentes cires sous différentes conditions, introduisant ainsi une nouvelle perspective plus objective de l'évaluation de l'équipement des skieurs. La friction est un phénomène fondamental en physique qui se produit lorsque deux surfaces sont en contact et résistent au mouvement relatif l'une par rapport à l'autre. Ce mémoire développe sur différents fondements théoriques de la friction d'une perspective physique et moléculaire, suivi de l'analyse de différents facteurs tribologique en lien avec un ski. Par la suite, ce mémoire présente la démarche de conception d'un outil de mesure permettant de déterminer expérimentalement le coefficient de friction d'un ski de fond. Ce système est en mesure de représenter fidèlement le comportement du ski lors de la pratique de ce sport. Les résultats montrent une diminution du coefficient de friction statique avec l'augmentation de la force normale et une augmentation du coefficient de friction avec l'augmentation de la vitesse du mouvement d'adhérence. Il a également été observé une interaction entre le type de cire et la masse utilisée. Des recommandations sont ensuite effectuées en ce qui concerne une deuxième version de l'outil de mesure développé. Celles-ci comprennent des considérations de conception, d'assemblage et d'expérimentation. Néanmoins, le système conçu, fabriqué et testé a permis de démontrer la faisabilité d'un appareil de mesure du coefficient de friction en contexte de courses de ski de fond, et d'en prouver le concept. / The performance of a cross-country skier is not solely determined by their physical fitness and technique; it is profoundly influenced by the weather conditions in which they compete. Cross-country skiing relies on the interaction of various factors, among which the interaction between waxed skis and snow plays a crucial role. While a cross-country ski team cannot control the weather conditions, they can seek to enhance the performance of their skis by changing their properties, particularly by modifying the friction behavior of the skis. Therefore, a system designed to measure the friction coefficient of a ski on snow is an ideal tool to quantify the performance of different waxes under various conditions. This introduces a new, unbiased perspective to the evaluation of skier equipment. Friction is a fundamental physical phenomenon that occurs when two surfaces are in contact and resist relative movement. This thesis will delve into different theoretical foundations of friction from both a physical and molecular perspective, followed by an analysis of various tribological factors related to skiing. Additionally, this thesis presents the design process of the measurement tool which experimentally determines the friction coefficient of a cross-country ski. This system accurately represents the ski behavior during their performance of the sport. Once the machine is designed and manufactured, an experimentation plan is developed and executed. The results show a decrease in static friction coefficient with normal force and it increases with speed. An interaction between the type of wax and the mass used was also observed. Recommendations are then provided regarding a second version of the developed tribometer, including design, assembly, and experimentation considerations. Nevertheless, the designed, manufactured, and tested tribometer has demonstrated feasibility and proven the concept of a friction coefficient measurement device in the context of cross-country ski races.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:LAVAL/oai:corpus.ulaval.ca:20.500.11794/143604 |
| Date | 17 May 2024 |
| Creators | Quirion-Cantin, Nicolas |
| Contributors | Bégin-Drolet, André, Lépine, Julien |
| Source Sets | Université Laval |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | COAR1_1::Texte::Thèse::Mémoire de maîtrise |
| Format | 1 ressource en ligne (xiii, 90 pages), application/pdf |
| Rights | http://purl.org/coar/access_right/c_abf2 |
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