Comprendre les Éléments de base...

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1 Durcisseurs de neige pour la préparation des pistes de courses de ski alpin
Comprendre les Éléments de base... Leur fonctionnement et les points à considérer Préparé pour les Mises à jour des DT FIS Calgary (AB) et Lake Placid (NY) Octobre 2011 Doug Campbell #1019

2 Sources d’information:
Nos références sur le sujet… Documentation Instructions du manufacturier Expérience pratique Recherche scientifique

3 Préparation de la piste
Les piste de courses de ski alpins nécessitent une surface résistante, durable et homogène pour promouvoir la sécurité et l’équité de l’épreuve. Un travail mécanique de la piste est la façon appropriée de préparer une piste de compétition adéquate.

4 Préparation de la surface
L’utilisation de la barre à injection peut être nécessaire pour assurer une surface adéquate qui ne peut être réalisée par d’autres méthodes mécaniques. La densité de la neige et les liaisons entre les grains de neige peuvent être augmentés par l’addition d’eau.

5 Préparation de la surface
Durcisseurs de neige les plus utilisés en Amérique du nord: Chlorure de sodium - NaCl Urée - CO(NH2)2 Nitrate d’ammonium - NH4NO3 Préparation de la surface Les durcisseurs de neige sont les seuls moyens actuels qui augmentent la force de la neige lorsque la température est au- dessus du point de congélation. Cependant, l’utilisation des durcisseurs de neige peut être réduite, même pendant des températures chaudes, lorsque la piste a été préparée adéquatement par des moyens mécaniques ou par injection d’eau.

6 Durcisseurs de neige Sources d’information
documentation

7 Sources d’information
Documentation

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11 Sources d’information
Documentation

12 Sources d’information
Documentation

13 Durcisseurs de neige Sources d’information
Instructions du manufacturier

14 Sources d’information
Instructions du manufacturier Gerema PTX 311 (Nitrate d’ammonium)

15 Sources d’information
Instructions du manufacturier

16 Sources d’information
Expérience pratique Épandate à la main de durcisseur de neige.

17 Sources d’information
Expérience pratique Rangés de compacteurs en bottes de ski Suivi de l’épandage à la main de durcisseur Suivi d’arrosage d’eau Suivi de compacteurs en ski.

18 Sources d’information
Expérience pratique Arrosage

19 Sources d’information
Instruction du manufacturier Gerema PTX 312-Speedy (Chlorure de sodium à 100%)

20 Durcisseurs de neige Sources d’information
Leur fonctionnement

21 Le durcissement de la neige par l’application de produits chimiques est principalement causé par l’augmentation du point de fusion. La dissolution des ‘sels’ dans l’eau favorise l’augmentation du point de fusion. Les grains de neige ou de glace en contact avec le produit chimique peuvent fondre. Ce changement d’état de solide à liquide nécessite de la chaleur, qui est retirée de la neige causant un effet de refroidissement. Durcisseurs de neige Leur fonctionnement

22 Durcisseurs de neige Leur fonctionnement Cette figure représente:
(a) l’équilibre entre le nombre de molécules d’eau se transformant en glace et le nombre de molécules d’eau fondantes. (b) Avec l’introduction d’un sel, l’équilibre n’existe plus en raison d’un nombre réduit de molécules d’eau se transformant en glace par rapport au nombre de molécules d’eau fondantes. Kurschner, P; Maki-Marttunen, T; Vestergaard, S; Wandl, S., Modelling & Simulation of Ice/Snow Melting, 2008

23 Durcisseurs de neige Leur fonctionnement
Durcisseurs de neige Leur fonctionnement Cette animation illustre bien l’effet de l’augmentation du point de fusion.

24 Durcisseur de neige Leur fonctionnement
L’effet des durcisseurs de neige peut être représenté par le modèle mathématique suivant… Presqu’aussi intéressant que le calcul d’une pénalité…! « If people do not believe that mathematics is simple, it is only because they do not realize how complicated life is » John Louis von Neumann Kurschner, P; Maki-Marttunen, T; Vestergaard, S; Wandl, S., Modelling & Simulation of Ice/Snow Melting, 2008

25 La dissolution de sels consomme aussi de l’énergie et détruit les liaisons entre les ions de la molécule de sel. Plus la grosseur et la complexité de la molécule de sel sont grosses, plus d’énergie est nécessaire pour la dissoudre. Les recherches indiquent que l’effet global de refroidissement de ce processus est non significatif en relation au point de fusion. Cependant, ce processus joue un rôle significatif dans le fonctionnement des durcisseurs de neige. Durcisseur de neige Leur fonctionnement

26 Durcisseur de neige Préparation et entretien des pistes.
Recherche scientifique Publication de chercheurs suisses de l’Institut fédéral pour l’étude de la neige et des avalanches ENA. 2002 Préparation et entretien des pistes. Manuel pour le praticien 2002 Fauve, M.; Rhyner, H.; Schneebeli, M. l’Institut fédéral pour l’étude de la neige et des avalanches ENA

27 Durcisseur de neige Recherche scientifique
Des chercheurs de cet institut ont préparé un aperçu pour les DT, les comités organisateurs et les entraîneurs qui a été présenté à la Mise à jour des DT FIS en 2008.

28 Les pages suivantes présentent un aperçu de ces recherches
Le même groupe de chercheurs de l’institut fédéral pour l’étude de la neige et des avalanches ENA ont conduit une autre recherche dont les résultats préliminaires ont circulés en 2010 sous l’appellation Effects of Snow Hardeners on the Snow Cover of Ski Runs Les pages suivantes présentent un aperçu de ces recherches Durcisseurs de neige Recherche scientifique

29 Nitrate d’ammonium VS Chlorure de sodium
Rixen, C; Schneebeli, M., Effects of snow hardeners on the snow cover of ski runs, 2010

30 Deux produits de type Chlorure de sodium La différence se situe au niveau de la grosseur du grain
Rixen, C; Schneebeli, M., Effects of snow hardeners on the snow cover of ski runs, 2010

31 Solidité de la neige ....ne dépend pas entièrement de la température froide
Rixen, C; Schneebeli, M., Effects of snow hardeners on the snow cover of ski runs, 2010

32 Durcisseur de neige Recherche scientifique
Le modèle représente la dissolution du sel (SH), l’injection et l’augmentation d’un concentré de soluté (SC). Le retrait de la chaleur est représenté par les flèches noires. La température selon la profondeur est représentée par la gradation T. Rixen, C; Schneebeli, M., Effects of snow hardeners on the snow cover of ski runs, 2010

33 Durcisseur de neige Recherche scientifique
Modèle détaillé du même processus Rixen, C; Schneebeli, M., Effects of snow hardeners on the snow cover of ski runs, 2010

34 La grosseur relative du grain du produit influence le taux de réaction
La grosseur relative du grain du produit influence le taux de réaction. Plus petit est le grain, plus rapide sera la réaction. Et vice-versa. Le chlorure de sodium provoque un retrait plus rapide et plus en profondeur de la chaleur que le nitrate d’ammonium. Mais la dissolution du nitrate d’ammonium est plus rapide. Cependant, cette dissolution plus rapide cause une augmentation de la concentration et d’infiltration du soluté qui endommage la structure de la neige qui en résulte en une neige moins solide. D’un autre côté, la dissolution rapide du chlorure d’ammonium produit rapidement sa propre eau et par conséquent requière moins d’humidité provenant de la neige pour réagir que le nitrate d’ammonium. Durcisseur de neige Quelques observations et points à considérer

35 L’application du nitrate d’ammonium peut résulter en une neige plus solide (comparativement au chlorure de sodium). Même si le nitrate d’ammonium requière plus d’humidité que le chlorure de sodium pour produire un effet refroidissant comparable, l’ajout d’eau semble affaiblir la solidité de la neige. La faible concentration et l’infiltration plus lente du nitrate d’ammonium peut résulter en une meilleure solidité de la neige. Durcisseur de neige Quelques observations et points à considérer Suite...

36 Un réchauffement de la température augmentera le taux de dissolution et par conséquent augmentera le taux de réaction et réduira ainsi la durée de durcissement de la neige. Le chlorure de sodium est corrosif et peut détruire la végétation tandis que les fertilisants à base de nitrogen (urée et nitrate d’ammonium), si utilisés en quantité raisonnable, peuvent favoriser la végétation. Durcisseur de neige Quelques observations et points à considérer Suite...

37 Considérations générales et meilleures pratiques
L’expérience des personnes locales est un atout Faire des tests sur une surface limitée hors course Respecter l’environnement et les lois et règlements locaux Les produits chimiques sont corrosifs et sont hygroscopiques (absorbent l’humidité) et brulent la peau. Porter des vêtements et des protections appropriés. Durcisseur de neige

38 Durcisseur de neige Références

39 Durcisseurs de neige Questions ?