Question du lundi 20 février 2012

Les patins à glace glissent parce que…

Réponses

1 Leur lame est en acier

2 La glace n’est jamais parfaitement solide

3 Il y des micro-aspérités sur la lame

Image relative à la question
Réponse : Parce que la glace n’est jamais parfaitement solide ! Pour glisser sur la glace, il faut qu’elle soit… liquide ! Paradoxal ? Pas tant que ça, la glace présente toujours une couche microscopique de molécules dans un état presque liquide. L’eau de cette fine couche entre la glace et la lame joue le rôle de lubrifiant. Le phénomène de la lubrification permet de vaincre plus facilement la force de frottement qui lie les surfaces en contact. Le frottement dépend aussi de la nature des matériaux en contact. En ajoutant un lubrifiant, le coefficient de frottement est réduit, ce qui améliore la glisse. Ainsi, sur les patinoires avec un revêtement synthétique, un lubrifiant artificiel est ajouté. Une couche de quelques molécules Comment peut-il y avoir une pellicule d’eau en permanence entre le patin et la glace ? C’est grâce à une couche liquide présente en permanence à la surface de la glace. En 1996, Gabor Somorjai du laboratoire de Berkeley a montré que même à plus de 100 degré en dessous de zéro, la glace présente en une très fine couche de molécules semblables à de l’eau partiellement liquide. En ajoutant l’échauffement provoqué par le frottement de la lame contre la glace, l’eau est présente en quantité suffisante pour jouer son rôle de lubrifiant et pour que le patin puisse glisser. Et la pression ? Longtemps, on a cru que la glace fondait sous la pression de la lame et sous le poids du patineur. Mais des calculs montrent que malgré la pression, en dessous de -4°C, une glace froide devrait avoir plus de peine à fondre et les palets de hockey devraient moins bien glisser du fait de leur légèreté. Or ce n’est pas le cas. Un sport aussi ancien que le patinage – les premiers patins étaient faits en os à la préhistoire ! – pose encore des questions scientifiques intéressantes. L’optimisation des lames, des patinoires et l’amélioration des lubrifiants ont donc encore un bel avenir. Profitez de l’hiver et bonne glisse ! Pour en apprendre plus : http://www.sci-sport.com/articles/007.php http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/homme/d/pourquoi-patinait-on-sur-la-glace-il-y-a-cinq-mille-ans_14027/ Source : http://dx.doi.org/10.1063/1.2169444