Un article intéressant sur le matériel de via et les personnes légères:
Les poids plumes et les sets de via ferrata
DANGER: La via ferrata pour les poids plumes
Il y avait un débat à ce propos sur le site Petzl, sur la page des rappels de longes
Merci, j’ai un peu de retard dans la mise a jour de l’article: /articles/176816/fr/repertoire-des-articles-en-ligne-de-la-revue-les-alpes-du-cas
Et dans la lecture des Alpes tout court…
Mais c’est fait!
Cela me rappelle un discussion sur c2c où j’affirmais, contrairement à ce que pensais la majorité, qu’à corde égale un poids léger se prenait un choc plus important qu’un poids lourd… /viewtopic.php?pid=1321495
je vais de ce pas reprendre de la quiche !! et saindoux ce soir au menu 
Moi j’ai sorti le coca et les pop-corns et j’attends la suite avec impatience !
Salut,
Ton assertion suivante est fausse :mad: :
Un étude mécanique théorique sous quelques hypothèses élémentaires :lol: conduit à l’expression de la force de choc suivante validée par les tests en laboratoire
Fchoc= m.g + Racine carée de (m².g²+pi. D².E.H.m.g/L)
m: massedu grimpeur en kg
g:accélération de la pesanteur= 9.81 m/s²
pi= 3,14
D= Diamètre de la corde en mètre
E: Module d’Young caractérisant l’élasticité de la corde en Pascal
H: hauteur en mètre au dessus du point d’ancrage au moment où le grimpeur déroche
L: longueur en mètre de corde déroulée entre le grimpeur et l’assureur au moment du dérochage
On peut aussi exprimer cette force de choc en du fonction du facteur de chute f=hauteur de chute/ longueur de corde soit f= 2.H/L (Sans unité)
La force de choc est une fonction croissante de la masse du grimpeur mais elle n’est pas proportionnelle à cette masse à cause de la fonction racine. :rolleyes:
Plus on est lourd, plus cette force est importante en d’autres termes. 
L’article sur la via ferrata et les enfants ne contredit pas cette idée car tu n’as pas compris 
les phénomènes qui se produisent lors de la chute en via: les enfants et plus généralement les personnes légères subissent en effet globalement une force de choc beaucoup plus importante que les personnes lourdes car le frein ne se déclenche pas avec une personne légère: il y a trop de friction dans la plaquette dissipative, celle-ci ne joue pas son rôle; au bout du compte, les enfants se retrouvent en grand facteur de chute ; la force de choc est alors donnée par la relation précédente .
Quant aux personnes lourdes, puisque le frein se déclenche, tout se passe comme si le facteur de chute se réduisait. La force de choc dans ce cas n’est plus donnée par cette relation. Il faut prendre en compte les phénomènes dissipatifs dans le dispositif . :rolleyes:
Mais il faut bien comprendre que c’est bien parce que la force de choc qui s’exerce sur une personne lourde est importante, que le dispositif de dissipation se déclenche à l’image d’une soupape et joue ainsi son rôle et absorbe au final l’énergie de la chute et donc réduit considérablement la force de choc.
Ce dispositif de via n’est pas adapté aux personnes légères: il faut réduire la friction pour abaisser le seuil de déclenchement.
Ne confondons pas les phénoménes: avec une corde, plus on est lourd, plus on génère une force de choc élevée: c’est un fait irréfûtable
PS: L’étude mécanique qui conduit à l’expression de la force de choc prend en compte la vitesse de chute du grimpeur ( directement liée à sa hauteur de chute) et l’élasticité de la corde: lorsque le grimpeur tombe, sa vitesse augmente sous l’effet de la pesanteur à accélération constante ( 1g=9,81 m/s²). Ensuite la corde prend le relais pour enrayer sa chute: elle s’allonge et aborbe l’énergie cinétique du grimpeur jusqu’à annuler sa vitesse: à cet instant, la force de rappel exercée par la corde sur le grimpeur est maximale: c’est la force de choc; c’est aussi à ce moment que la décélération est maximale: pour l’optenir, il suffit de retrancher à la force de choc, la valeur du poids et diviser par la masse. D’où
Décélération lors du choc: a= Racine carée de (g²+pi. D².E.H.g/ (m.L))
En divisant par g, on obtient le résutat en multiple de g ( comme en aviation):
a/g=racine carrée (1+pi.D²E.H/(m.g.L)
On comprend donc que la décélération est plus importante avec une petite masse et une corde courte…et une corde rigide ( E très grand)
Bon vol ! 
La force de choc OK mais l’accélération ne sera pas la même.
Plus la personne est lourde plus il y aura allongement et donc accélération faible.
Enfin c’est l’impression que j’ai sans faire de calcul
C’est très intéssant ! merci pour ce lien.
Thom par exemple avec ses 39 kg il est en danger… 
J’ai parlé de « choc » pas de « force de choc », on ne parle pas de la même chose. Par ce terme, peut être pas très scientifique, je voulais parler de décélération et de ce qui est décrit dans l’article c’est à dire qu’un poids plume va être plus « secoué » qu’un poids lourd et que pour un vol identique arrêté par un matériel identique il est plus dangereux de peser 30kg que 80kg.
Peut-on vraiment considérer qu’une corde fonctionne de la même manière qu’un set de via ferrata ?
Oui pour ce qui concerne le problème du poids du grimpeur.
Il convient de ne pas amalgamer les notions de choc, force de choc et décélération.
La chute d’un grimpeur se solde par un « choc » au sens de la mécanique dans la mesure où la durée pendant laquelle la corde réalise son action absorbante est petite devant la durée de la chute « libre ». Il est difficile voire impossible de décrire précisément ce qu’il se produit au sein de la corde pendant cette phase très courte. On a donc recourt à l’expérimentation.
En revanche, on peut estimer la force de choc, c’est à dire la force maximale que l’on va ressentir au moment où la corde se tend, par une formule sous certaines hypothèses simplificatrices et la décélération maximale.
Le choc est caractérisé par la force de choc ET la décélération qui ont chacun des effets différents sur l’organisme.
Dans une centrifugeuse, l’accélération est indépendante de la masse; il n’y a pas de choc. Et pourtant les effets sur le corps sont importants à haute vitesse de rotation.
Si une personne prend un coup en restant debout, il y a une force de choc alors que l’accélération reste nulle. Là encore, on constate bien sûr des effets qui dépendent de l’intensité du coup et donc de l’intensité de la force de choc.
Tout ça pour dire que les notions: force de choc ET décélération sont indissociables pour quantifier les effets produits sur le grimpeur. Et en escalade, il se trouve que plus un grimpeur est lourd, plus la force de choc est grande et moins la décélération est importante.
itaque, je ne suis pas tout a faire d’accord avec toi :
=> D’où tires-tu ta formule « Fchoc= m.g + Racine carée de (m².g²+pi. D².E.H.m.g/L) » ? Je ne l’ai pas recalculé, mais d’où vient ton « pi » ??
=> « l’effet de la pesanteur à accélération constante ( 1g=1 m/s²) »; on ne parle pas du même « g » mais pour moi l’accélération liée à la pesanteur vaut 9.81 m/s²
=> « dans une centrifugeuse, l’accélération est indépendante de la masse » : ha bon ? Pour moi la force exercée sur le sujet par la centrifugeuse [N, en valeur absolue] = masse [Kg] . vitesse de rotation [(rad/s)²] . rayon de rotation[m] -> L’accélération subie par le sujet est donc bien liée a sa masse (entre autres).
=>« Si une personne prend un coup en restant debout, il y a une force de choc alors que l’accélération reste nulle » … mouai ou pas ! tu oublies les frottements, et d’autre part ton exemple n’est pas terrible, car le corps humain est capable de fournir de l’énergie musculaire, qui n’entre pas dans les calculs pour ce coup-ci. Voici un exemple plus parlant : prends une table en métal épais, pose dessus une bille en métal plein, et laisse tomber sur la bille un marteau par exemple, tu va voir que le marteau rebondi… et encore la aussi il perte par échauffement (déplacement de matière temporaire ou non, et imperceptible à l’œil nu).
On ne parle pas ici d’accélération, mais de conservation de la quantité de mouvement, au cœfficient de restitution prêt (qui caractérise les pertes d’énergie). Mais cette notion de choc cela n’a pas trop de rapport avec notre grimpeur qui chute (en tout cas pas tel que présenté plus haut).
=> ensuite pour moi la notion d’accélération (ie décélération) et « force de choc » sont liées. En effet, lors de l’arrêt « somme des forces extérieures » = « masse » . « accélération » (vrai tout au long de la chute).
la force de choc n’est que la valeur « maximale qu’exerce la corde sur le grimpeur – m.g ». Elle est calculé par une formule un peu identique a celle énoncée par itaque, aux erreurs près, je pense …
Il y a 25 ans je t’aurais parlé de tout ça les doigts dans le nez, maintenant c’est clair que je ne maîtrise plus. Il reste que le freinage par la longe ou par une corde va être plus « sec » avec un grimpeur léger, c’est à dire qu’il va devoir encaisser plus de g et c’est le danger dont parle l’article.
[quote=« factis, id: 1201302, post:15, topic:112078 »]itaque, je ne suis pas tout a faire d’accord avec toi :
=> D’où tires-tu ta formule « Fchoc= m.g + Racine carée de (m².g²+pi. D².E.H.m.g/L) » ? Je ne l’ai pas recalculé, mais d’où vient ton « pi » ??
=> « l’effet de la pesanteur à accélération constante ( 1g=1 m/s²) »; on ne parle pas du même « g » mais pour moi l’accélération liée à la pesanteur vaut 9.81 m/s²
=> « dans une centrifugeuse, l’accélération est indépendante de la masse » : ha bon ? Pour moi la force exercée sur le sujet par la centrifugeuse [N, en valeur absolue] = masse [Kg] . vitesse de rotation [(rad/s)²] . rayon de rotation[m] -> L’accélération subie par le sujet est donc bien liée a sa masse (entre autres).
=>« Si une personne prend un coup en restant debout, il y a une force de choc alors que l’accélération reste nulle » … mouai ou pas ! tu oublies les frottements, et d’autre part ton exemple n’est pas terrible, car le corps humain est capable de fournir de l’énergie musculaire, qui n’entre pas dans les calculs pour ce coup-ci. Voici un exemple plus parlant : prends une table en métal épais, pose dessus une bille en métal plein, et laisse tomber sur la bille un marteau par exemple, tu va voir que le marteau rebondi… et encore la aussi il perte par échauffement (déplacement de matière temporaire ou non, et imperceptible à l’œil nu).
On ne parle pas ici d’accélération, mais de conservation de la quantité de mouvement, au cœfficient de restitution prêt (qui caractérise les pertes d’énergie). Mais cette notion de choc cela n’a pas trop de rapport avec notre grimpeur qui chute (en tout cas pas tel que présenté plus haut).
=> ensuite pour moi la notion d’accélération (ie décélération) et « force de choc » sont liées. En effet, lors de l’arrêt « somme des forces extérieures » = « masse » . « accélération » (vrai tout au long de la chute).
la force de choc n’est que la valeur « maximale qu’exerce la corde sur le grimpeur – m.g ». Elle est calculé par une formule un peu identique a celle énoncée par itaque, aux erreurs près, je pense …[/quote]
Pour répondre à tes questions:
Le coefficient Pi=3,14 apparaît car j’ai privilégié par commodité le diamètre de la corde à la place de la surface d’une section droite ( un disque): les catalogues donnent le diamètre des cordes. Par ex, avec la joker en simple de diamètre 9,1mm, on a une force de choc de 820 daN=8200 N ( environ 820 kgf) en facteur 1,77 sous 80 kg; ce qui donne E= 300 MPa= 300 000 000 Pa; ça permet ensuite de calculer des forces dans d’autres configurations pour son propre poids.
La formule provient d’un bilan d’énergie mécanique ( qui consiste à dire que la variation d’énergie potentielle de pesanteur au cours de la chute est entièrement transformée en énergie potentielle élastique) entre l’instant où le grimpeur déroche et l’instant où la corde se tend (allongement maximal qui donne la force dit de choc en raisonnant avec un ressort) ( frottements de l’air et poussée d’Archimède négligés, pas de frottement sur le point d’ancrage, corde bloquée à l’extrémité basse; c’est le cas extrême qui se rapproche des conditions des tests en laboratoire). Le raisonnement prend en compte l’allongement de la corde. Compte tenu des valeurs de E, on peut simplifier la formule mais cela conduit à une erreur d’une dizaine de %; dans ce cadre, la force de choc est approchée par une formule plus simple:
Fchoc~Racine carée de (pi. D².E.H.m.g/L)
Si ça t’intéresse, je peux essayer de mettre la démonstration en photo ( le plus dur sera de joindre la photo…)
La formule complète est utilisée dans les fiches techniques de la FFME http://www.ffme.fr/technique/corde/physique/choc/index.htm
et dans les fiches BEAL
http://www.ffme.fr/technique/corde/physique/choc/index.htm
Quant à la valeur de g=1m/s², autant pour moi: erreur de frappe. C’est bien sûr 1g= 9,81 m/s² ( même si sa valeur dépend en toute rigueur de l’altitude ! C’est pour le fun…) J’ai corrigé dans le message précédent.
Dans une centrifugeuse à vitesse de rotation constante, la force supplémentaire ressentie sur un corps immobile par rapport à la centrifugeuse est la force d’inertie d’entraînement. Elle est bien proportionnelle à la masse suivant la formule que tu as donnée. Mais l’accélération correspond à cette force divisée par la masse. On a bien l’indépendance vis-à-vis de la masse. C’est un résultat classique de mécanique que l’on trouve dans tous les bouquins d’étudiants.
Quant à l’exemple de la bille frappée par le marteau ou l’exemple du grimpeur, il faut comprendre que la force de choc est la force appliquée au moment où s’amorce le choc, c’est à dire juste avant que l’objet ne se déforme. Lors des tests en laboratoires, dans le cas de l’escalade, elle est mesurée, je pense, par un capteur sur le point d’ancrage. Elle nous renseigne sur les conséquences probables sur le corps humain et le comportement des ancrages ( ruptures, déformations etc…). On peut à partir de la Loi de newton ( ou plus rigoureusement le théorème de la résultante cinétique) récupérer la décélération du centre de gravité de l’objet en tenant compte des autres forces en jeu: poids du grimpeur, réaction du support pour la bille par ex.
Dans la cas de la bille, son centre d’inertie reste quasi fixe malgré l’écrasement éventuel ou son comportement élastique imperceptible qui fait rebondir le marteau accompagné d’un échauffement. Mais là, on entre dans l’étude détaillée du choc.
Dans le cas du grimpeur, au moment où la corde se tend ( allongement maximal) , le centre de gravité présente une décélération a= (Fchoc-P)/m car le poids est descendant et la force de choc est ascendante.
Or cette force de choc s’applique sur le pontet du baudrier et le poids au centre de gravité Ces points d’application de force sont a priori différents ( la position de notre centre de gravité dépend de notre posture, du sac à dos, du matériel sur le baudrier, etc…). Il se produit alors un effet de rotation au début du choc qui tend à un retournement. L’effet est d’autant plus marqué qu’on est chargé sur les épaules avec un sac. Et c’est plus particulièrement vrai avec les enfants ( centre de gravité haut). Pour contrer ce retournement, le corps met en jeu ses muscles; les abdominaux. Et les enfants en ont moins. C’est pour cette raison qu’on recommande un baudrier torse complémentaire ( ça marche aussi avec des adultes chargés avec un gros sac). Personnellement, par réflexe, j’ai tendance à attraper mon noeud d’encordement quand je vole afin de créer une force supplémentaire pour contrer cette tendance à la rotation. Mais c’est aussi pour me rassurer ! 
car j’ai des abdominaux de folie ! :lol:
Parallèllement, si on se met à la place du grimpeur qui chute ( ça ne m’arrive pas souvent, je tremble! alors je serre fortement les prises !), au début du choc, on va ressentir une force d’inertie d’entraînement descendante ( on change de point de vue: on passe du point de vue de l’assureur à celui du grimpeur qui chute ( c’est moins rigolo… ); donc par changement de référentiel ( le grimpeur qui chute n’est pas galiléen ) , on ajoute une force supplémentaire qui est égale à la masse multipliée par la décélération. Cette force s’exerçant sur tout le corps, comme la gravité en fait, ( par opposition à la force de choc qui s’applique au pontet et qui est dite concentrée), produit une déformation en flexion du corps( flexion vers le bas). On peut prendre l’image d’une tige flexible suspendue à un fil qu’on laisse tomber horizontalement: au moment où le fil se tend, la tige va fléchir vers le bas: la tension du fil représente la force de choc.
Cette déformation en flexion est d’autant plus marquée qu’on sera retourné, à horizontal pendant le choc. Elle tend à écraser les vertèbres si on est dos côté sol. Bien évidement, on s’oppose naturellement à cette flexion par les abdominaux.
Cette force d’inertie d’entraînement n’est autre que la différence entre la force de choc et le poids. C’est elle qui produit les dommages corporels et que l’on ressent globalement. C’est cette idée que tu suggérais dans ta phrase:
Mais ce dont tu parlais est la force d’inertie d’entraînement. Si cette force est trop forte, on ne peut pas la contrer par notre musculature d’où les traumastimes vertébraux.
Par contre, cette force aura moins de conséquences si on reste bien vertical; juste à l’extrême un « voile noir ou rouge » comme les pilotes de chasse: afflux sanguin vers les pieds ou vers le cerveau. Mais ça ne correspond pas à la configuration réelle d’un vol de grimpeur…
Cette force qui agit sur le corps est bien une fonction croissante de la masse:
Fie= Racine carée de (m².g²+pi. D².E.H.m.g/L)
Les poids plume ont plus de mal à la contrer qu’un adulte par manque de musculature et un centre de gravité haut mais cette force est plus petite car ils sont plus légers.
Dans la cas des via, ils sont en première ligne car les freins ne se déclenchent pas. Au final, ils subissent une force trop élévée.
Pour conclure, je vais commencer par un régime pour soulager ma corde et encorder mes enfants en via ferrata !
PS:On peut grimper sans se prendre la tête avec ces considérations mécaniques…D’ailleurs, mieux vaut éviter…car on risque de…voler !
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