Les compétitions sportives ont toujours représenté une opportunité stratégique pour démontrer la valeur physique des athlètes, mais aussi un stimulant pour étudier et concevoir des matériaux innovants afin d'obtenir une amélioration des performances en compétition.
Et dans ce parcours du combattant, fait de défaites passagères et de nombreuses victoires, le fibre de verre occupe assurément l'une des plus hautes marches du podium.
De l'attaque à la défense
Dans les temps anciens, le but de l'équipement était soutenu par des buts contraires à ceux poursuivis dans le sport moderne. Les « paniers » utilisés par les boxeurs pour se panser les mains et les armes utilisées en escrime étaient d'autant plus valables qu'ils étaient plus aptes à blesser, voire à tuer, l'adversaire. Dans le sport moderne, le choix des matériaux est nourri par l'idée inverse, à savoir celle de protéger la sécurité physique des sportifs.
Un classement
Selon leur destination, les matériaux utilisés aujourd'hui dans le sport sont classés en différentes catégories :
- matériaux utilisés pour les équipements de compétition ;
- matériaux conçus pour assurer la protection de l'intégrité des athlètes dans les phases d'entraînement et de compétition. Cette catégorie comprend les vêtements de protection, les matériaux appliqués aux véhicules de course pour augmenter leur résistance et ceux destinés à sécuriser les athlètes, les spectateurs et les arbitres sur les circuits et les parcours motorisés, mais aussi sur les pistes de bobsleigh et de luge.
- Matériaux destinés à améliorer les performances des véhicules de course;
- des matériaux souples développés pour générer une poussée horizontale ou produire l'alimentation de véhicules de compétition aériens, aquatiques et terrestres qui exploitent l'atmosphère ou les énergies naturelles présentes. Pensez aux voiles, aux enveloppes de ballon et aux ailes et surfaces d'avion).
- Matériaux utilisés dans les éléments qui assurent la propulsion des véhicules de course motorisés.
Un bref aperçu de la "science du sport"
Dans la production d'outils, d'accessoires et de véhicules de sport, les exigences de légèreté, de résistance, de rigidité et d'élasticité ont toujours été recherchées.
Jusqu'à il y a quelques décennies, les matériaux utilisés dans le sport étaient principalement au nombre de trois : les métaux, diverses qualités de bois et la toile. La véritable révolution s'est produite avec la Seconde Guerre mondiale lorsque la demande croissante de matériaux a favorisé la conception de tissus aux caractéristiques de plus en plus élevées en termes de résistance mécanique à la traction et à la déchirure, de légèreté, d'élasticité et de stabilité thermique.
A la base de cette révolution se trouve l'avènement de tapisséries composites et synthétiques.
L'affirmation de la fibre de verre
Le premier matériau synthétique à se répandre était le nylon. Il a été suivi du fibre de verre, considéré comme le véritable ancêtre des composites rigides. La fibre de verre est constituée de filaments de fibre de verre, assemblés sous forme à la fois de tissus et de couches de fibres disposées en vrac et imprégnées de résines de nature différente, selon les caractéristiques à obtenir. L'agglomération aléatoire des fibres est préférée lorsqu'il s'agit de réaliser des formes aux courbures complexes. Par contre, lorsque l'on veut augmenter la résistance (à la traction), la fibre de verre est assemblée selon une direction prévue.
La domination de la fibre de carbone
Après les tissus en fibre de verre, ceux en kevlar, matériau caractérisé par une résistance maximale à la pénétration, à l'étirement et à la coupure. Mais supplanter les matériaux traditionnels et même les autres matériaux composites est aujourd'hui la fibre de carbone. L'avantage le plus évident des équipements sportifs en fibre de carbone, par rapport aux équipements traditionnels, est la légèreté : à résistance mécanique identique, en effet, ils ont un poids de 50 à 80 % inférieur.
Saut à la perche et pêche sportive : élasticité recherchée
Mais analysons maintenant plus en détail comment la fibre de verre d'abord puis la fibre de carbone ont contribué à améliorer les résultats compétitifs dans les différentes disciplines.
Commençons par un sport spectaculaire comme le saut à la perche. Le passage du bois de bambou au métal et enfin aux matériaux composites (lire fibre de verre et fibre de carbone) a renforcé l'élasticité du manche. Cet outil est en fait appelé à restituer l'énergie élastique accumulée dans la flexion, en relaxant et en projetant l'athlète vers le haut.
Une évolution similaire se retrouve pour la canne utilisée en pêche sportive. Du bambou, l'accent s'est déplacé sur la fibre de verre, puis sur la fibre de carbone, qui reste le matériau de prédilection pour ses qualités d'élasticité, de résistance et de légèreté.
Soutien aux sports d'hiver
Il convient également de noter les progrès qui ont caractérisé la réalité du ski. Le bois d'abord puis le bois multicouche a dû céder la place à l'utilisation exclusive de résines, fibres de verre, carbone et Kevlar pour les skis de piste comme de fond. Et, même pour les raquettes, le bois de bambou a été délaissé au profit des matériaux composites.
Toujours dans le domaine des sports d'hiver, il faut également noter que dans les luges de compétition et les skeletons les lames d'acier sont appliquées sur une coque en fibre de verre qui s'adapte au plus près du corps de l'athlète. Alors que pour la carrosserie des bobsleighs, puisqu'une nette réduction de poids n'est pas nécessaire, la fibre de verre économique durcie avec de la résine polyester est largement utilisée.
La fonction protectrice
Au lieu de cela, il serait nécessaire de décrire les multiples disciplines qui nécessitent des éléments de protection. Les genouillères, les protège-tibias, les coudières et les protections rigides, semi-rigides et souples sont un élément de protection crucial pour de nombreux sports. Et les matériaux utilisés à cet effet ont subi des changements substantiels au fil des ans. Actuellement, les plus utilisés sont le PVC, la fibre de verre, la fibre de carbone, le kevlar et la combinaison carbone-kevlar.
Attention aux performances du véhicule
Enfin et surtout, la fibre de verre a contribué à l'amélioration des structures résistantes des véhicules de course, autrefois en métal ou en bois.
En particulier, les voiliers et les bateaux de course automobile ont lancé la diffusion de ce matériau, avec la construction de coques en plastique, à l'origine essentiellement constituées de fibre de verre et de résine polyester.
Aujourd'hui, comme nous l'avons déjà souligné plus haut, les fibres de carbone et de kevlar sont plus fréquemment utilisées.
Source: treccani.it
