Sujet / Problématique : comment l'évolution de la technologie a-t-elle permis de gagner de la vitesse en aviron?


photo du coup de rame

Introduction :
A l'origine, l'aviron désigne une rame très longue élargie en forme de pelle à une extrémité, par extension ce terme désigne la pratique du canotage à l'aviron. L'aviron tire son origine de l'antiquité gréco-romaine. Il est né en tant que sport vers le début du XVIII siècle en Grande-Bretagne (pour plus de renseignements, voir l'annexe 1).
Les matériaux utilisés pour la fabrication des bateaux ont évolué, d'abord en bois, puis en plastique et enfin en matériaux composites, Les bateaux se sont affinés et allégés. Nous étudierons pour cela comment l'évolution de la technologie a permis de gagner de la vitesse.
Nous développerons tout d'abord l'évolution des matériaux utilisés au fil des époques avec leurs principales caractéristiques, puis nous étudierons la forme externe du bateau en rapport avec l'hydrodynamisme et l'aérodynamisme et nous finirons par l'évolution de la technique de rame.


I/Evolution des materiaux dans la fabrication.


A/Dans la coque externe du bateau :



1°)utilisation des matériaux dans la coque :

Avant
Aujourd'hui
Matériaux

utilisés
  • Acajou
  • Cèdre
  • Assemblage d'éléments dont :
  • Résine époxy
  • Résine polyester
  • Fibres de carbone
  • Nid d'abeilles
  • Gel coat
  • Kevlar
  • Fibres d'aramide(rarement)


  • - Schéma d'une coupe de bateau (Structure sandwich nids d'abeille Nomex, Kevlar, carbone)

    -En cliquant sur les matériaux vous pouvez directement observer le photos microscopiques de ces éléments


    Caractéristiques
    masse volumique
    propriétés
    assemblage des fibres
    durabilité
    conclusion
    Matériaux
    acajou
    cèdre
    fibre de carbone
    tissu de verre
    kévelar
    résine époxy
    résine polyester
    nid d'abeilles
    450 à 850 kg/m³ moyenne: 600 kg/m³
    bonnes résistance et bonne propriétés mécanique
    principales fibres dans le sens du bois + fibres transversales
    assez durable
    bois souple et propre, facilement "tansformable" en bateau
    330 à 460 kg/m³ moyenne: 370 kg/m³
    bonne élasticitée.
    très durable
    dépend de l'épaisseur des fibres et de l'assemblage
    grande résistance,bonne ténacité
    (en savoir plus)
    tissu de fibres parallèles entre elles maintenues par d'autres fibres perpendiculaires
    très durable
    un des composites les plus performants
    300g/m² en moyenne
    corrosion en présence d'humidité, module d'élasticité faible
    tissu de fibres parallèles entre elles maintenues par d'autres fibres perpendiculaires
    assez durable
    materiaux composites performant
    1.44g/cm³
    très bonne résistance aux tensions
    (en savoir plus)
    très durable
    un composite très performant
    dépend de la disposition de la molécule dans l'espace
    polymérisation à 100%
    (en savoir plus)
    résine homogène formule de Lewis
    très durable
    solide car formée d'un seul bloc et très performante.
    dépend de la disposition de la molécule dans l'espace
    issue de matières organiques
    (en savoir plus)
    résine homogène
    assez durable
    résine performante.
    dépend de la matière et du fabricant
    voir schéma
    assez durable
    avantageux car très léger et solide


    - Comparé à d'autres matériaux non utilisés :
    Caractéristiques
    masse volumique
    propriétés
    assemblage des fibres
    durabilité
    conclusion
    Matériaux
    peuplier
    tilleul
    chêne
    300à 500 kg/m³
    moyenne : 400
    g/m³
    Moyennement
    résilient
    fibres dans le sens du bois et petites fibres transversales qui le rendent impropre.
    assez durable
    ??????
    350à 600 kg/m³
    moyenne: 500
    kg/m³
    Résistance de flexion (MPa):60.8; Module d'élasticité/rigidité (MPa):9450; dureté:2140
    fibres "croisées"
    très durable
    ??????
    650à 900 kg/m³ moyenne: 750 kg/m³
    Elasticité et résilience moyenne
    assemblage des fibres linéaires
    très durable
    solide mais trop lourd donc désavantageux
    - L'iroco n'est non plus utilisés de part ses "pelures" qui rendent le bois impropre, dans le cas de l'aubier et il est de toute façon trop lourd.

    2°)modification de l'organisation des matériaux dans la coque :

    -différences dans la disposition des matériaux entre le passé et le présent. Le bois était tout d'abord déroulé d'un seul pli (une seul épaisseur) pour former la couche externe de la coque, puis l'apparition de coques en bois multiplis, disposées de manière à ce que les fibres soient croisées, fortifièrent la coque en la rendant plus solide. Les coques des bateaux de compétition notamment qui avaient une épaisseur variant entre 3 et 4 millimètres se voyaient ainsi plus solides pour une même épaisseur.
    Les assemblages de fibres, résine et gels coat n'ont quant à eux que peux évolués car ils sont récents et nombreux. En principe chaque marque de bateau a sa propre méthode. Mais cela est surtout dû au grand évènement qui a commencé à stopper cette " progression " : la loi imposant un poids minimum aux bateaux.

    B/Pour les avirons (les rames) :
    (Cette partie n'a pas eu le temps d'être traitée, nous nous en excusons, mais voici le plan qui était prévu).
    1°)Du passé au présent:

    -Matériaux utilisés :
  • rames en bois : 4 bois d'une dureté differente pour une même rame (les couches de bois sont disposées les unes sur les autres, la couche supérieure est la plus dure, puis la duretée des couches inférieures va en décroissant). Cela est fait pour permettre à l'aviron d'avoir une certaine flexibilitée qui dynamise le coups d'aviron.

    Une course de quatre à l'époque où le bois était de vigueur!
    (Nous remarquons la finesse du bateau)
  • photo d'une course d'anciens quatres
  • rames en aluminium (peu utilisée car moins performantes que celles en carbone)
  • rames en fibres de carbone (les plus récentes)
  • Remarque générale : les avirons sont (ceux en bois comme ceux en carbone) creux pour gagner du poids.
  • 2°)Caractéristiques du bois et du carbone :

  • principales propriétés physiques et chimiques.(+avantages et inconvénients: solidité ,masse volumique ,souplesse)
  • (photos microscopique si nécessaire )
  • C/En quoi ces évolutions permettent-elles de gagner de la vitesse en aviron :
    Toutes ces modifications qui furent importantes jusqu'à la réglementation d'un poids minimal pour le bateau (cf : annexe1) ont permis de gagner de la vitesse en aviron grâce à l'augmentation de la légèreté du bateau, en effet plus le bateau est léger plus il est facile de le faire avancer donc plus il avance vite pour une même force. Aussi quand le bateau est plus léger il est moins enfoncé dans l'eau donc la résistance de l'eau sur le bateau est moins grande. L'augmentation de la solidité aussi est un des accessoires qui permet de gagner de la vitesse car en effet un bateau fragile, quand il accélérait trop pouvait casser. Mais en plus de cela, il y a aussi l'évolution de la forme de la coque qui permit d'améliorer son aéro- et hydrodynamisme.


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    Annexe 1 Annexe 2 Annexe 3 Bibliographie Lexique