Un skateboard en fibre de verre quasi incassable

Fabriquer un skateboard en fibre de verre plutôt qu’en bois. Parce que la fibre de verre est imperméable et plus résistante que les planches vendues dans le commerce et ouvre la voie à un nouveau design. C’est l’idée de projet de master proposée par Anastasios P. Vassilopoulos, maître d’enseignement et de recherche au Laboratoire de construction en composites (CCLab), un laboratoire mixte situé entre le génie civil et l’architecture, et Jean-François Molinari, professeur ordinaire et directeur du Laboratoire de simulation en mécanique des solides (LSMS) en génie civil. Les participants de VivaPoly, ce jeudi 24 mai, pourront en tester le résultat à l’EPFL autour du stand de l’Association Travel GC.

«Nous voulions expérimenter un projet un peu plus sophistiqué que d’habitude. Nous avons donc demandé à l’étudiant non seulement de dimensionner un objet mais aussi de le fabriquer lui-même et de le tester pour observer ses forces et ses faiblesses. Un skateboard nous a semblé être une bonne idée car la méthode de dimensionnement est la même avec les matériaux composites, que l’on fabrique un skateboard, un pont ou un avion, sous réserve bien sûr des proportions et des exigences», explique Anastasios P. Vassilopoulos. Pour l’enseignant, la démarche comporte donc un double avantage: elle oblige l’étudiant à aller au-delà de sa maîtrise analytique et lui offre la satisfaction d’avoir fabriqué et testé un produit fini.

Damien Sommer, sportif d’élite en volleyball et amateur de skateboard, a relevé le défi. Avec ses deux mètres de haut, l’ingénieur civil n’avait pas d’autre choix que de fabriquer une planche qui ne courbe pas trop sous son poids. La première partie de son travail a ainsi consisté à calculer le comportement de la fibre de verre soumises à différentes charges, sur la base de la théorie classique des matériaux composites laminés.

Ces références lui ont permis de connaître la rigidité en flexion d’un skateboard et de les adapter à une planche composée à 100% de fibre de verre. Pour ceci, il s’est basé sur des standards de qualité identifié par un ingénieur français, Anthony Bert, avec qui il s’est mis en contact. Damien Sommer a ensuite testé et validé son design par la voie expérimentale, en fabriquant des prototypes grâce aux équipements du Groupe ingénierie des structures (GIS/ENAC) et au Laboratoire de mécanique appliquée et d'analyse de fiabilité (Faculté STI).

Durée de vie plus longue
Actuellement, les matériaux composites tels que les polymères renforcés de fibre de verre ou de carbone ne sont utilisés que partiellement dans le monde du skateboard, pour renforcer par exemple la structure de base en bois. Ils représentent par contre souvent 100% des matériaux de skis, de snowboards ou de vélos, leur offrant des propriétés mécaniques uniques et complexes.

Comment expliquer cette différence? «Les fabricants s’en tiennent peut-être simplement à ce qu’ils savent faire», avance Damien Sommer. «Développer un skateboard à 100% en fibre de verre demande un peu plus de connaissances techniques. Le coût des matériaux et de la fabrication ne sont par contre pas beaucoup plus élevés. Et un skateboard en fibre de verre aura une durée de vie bien plus longue qu’une planche en bois, qui absorbe l’humidité et finit toujours par se casser.».

Une vérité que connaît bien l’ingénieur civil, qui possède toute une collection de bouts de planches cassées dans son galetas. Il les destine d’ailleurs à une deuxième vie, sous la forme de montures de lunettes de soleil. Au niveau des sensations, la fibre de verre offre pas mal de surprises au skateur, selon Damien Sommer: «Les premières minutes, il faut vraiment s’adapter car au moment d’atterrir après un trick [une figure, ndlr], on sent la planche se courber sous nos pieds. Avec un skateboard en bois traditionnel, la planche se brise normalement à ce stade.»

Futurs développements
Le projet de master avait déjà bénéficié d’un premier projet de semestre mené en hiver 2017, basé sur un skateboard en bois renforcé par de la fibre de verre. Selon Damien Sommer et les deux professeurs qui ont encadré son travail, la rigidité de la planche en fibre de verre pourrait encore être renforcée, notamment pour réussir plus de tricks. Le temps de fabrication du skateboard, son épaisseur et son coût, pourraient aussi être revus à la baisse.

«La beauté des matériaux composites tels que les polymères renforcés de fibre de verre, est d’offrir beaucoup plus de possibilités de conception que les matériaux conventionnels. Par exemple, nous pouvons décider à quel point nous voulons que la planche soit rigide et épaisse en ajustant l'architecture de la fibre du matériau, et, par conséquent, faire des skateboards plus polyvalent que les skateboards en boiss», note Anastasios P. Vassilopoulos. La quête du skateboard idéal se poursuit ce printemps à l’EPFL: un nouveau travail de semestre est en cours et un nouveau projet de master, orienté cette fois sur le design et l'optimisation du processus de production du skateboard, est offert aux étudiants intéressés de l'EPFL.

Dossier de presse (documents, images et vidéos): http://bit.ly/Skateboard_EPFL