Facteur chute et force de choc : quelques notions pour les activités verticales

Le facteur chute et la force de choc sont deux concepts de sécurité qui sont étroitement liés dans le cadre d’une activité comme l’escalade. Afin de pouvoir aborder cette activité, il est nécessaire d’évoquer ces concepts et de savoir les interpréter correctement pour que vous puissiez réaliser des ascensions en toute sécurité.

Facteur chute et force de choc. Deux concepts qu’il est important de connaître. Foto: Beal / Kyrre B

Le facteur chute et la force de choc sont deux notions étendues dans le cadre des activités réalisées en vertical comme l’escalade ou la via ferrata par exemple. Ces deux notions, bien que différentes l’une de l’autre, sont étroitement liées. Il convient d’en connaître les caractéristiques afin de pouvoir réaliser les activités en toute sécurité.

Un peu de théorie avant tout

Notre corps subit les effets de la pesanteur. Lorsque l’on escalade, c’est la force que nous exerçons en nous accrochant à la paroi qui permet de compenser l’effet de la pesanteur. Si l’on venait à chuter, nous aurions recours à un élément de notre équipement (la corde par exemple) pour éviter de nous écraser contre le sol .

Au cours de la chute, l’énergie cinétique déployée est de plus en plus importante jusqu’à ce qu’elle soit freinée. On serait amené à croire que plus une chute est longue, plus le choc ressentit lorsqu’elle est freinée, est important. Ce n’est pas toujours le cas et nous verrons par la suite pourquoi. La violence d’une chute ne dépend pas seulement de sa distance mais aussi de l’équipement que l’on porte (cordes, longes...etc) et de leur capacité à amortir l’impact lorsque la chute est stoppée.

Beal
La longueur de la corde depuis l’assureur est un facteur clé. Photo Beal.

La masse n’affecte pas l’accélération au cours d’une chute (en l'absence de friction on tombe à la même vitesse, que l'on pèse 80 ou 50 kilos). Mais elle est à prendre en compte au moment où la chute est freinée : plus le corps est lourd, plus il y a d’énergie accumulé. C’est l’élément clé lorsque l’on veut faire la différence entre le facteur chute (relation entre la longueur de la chute et l’équipement qui nous attache) et la force de choc (énergie que l’on reçoit en retour lorsque la chute est freinée).

Pour résumer, si l’on souhaite connaître le degré de danger que suppose une chute, nous devons prendre en compte la longueur de la chute et la capacité de notre matériel à absorber l’énergie produite pendant cette chute. Nous ne devons pas oublier le facteur de la gravité. De même, le degré de violence perçu lorsque la chute est freinée dépend également mais dans une moindre mesure, du poids de la personne qui escalade.

Le facteur chute

Au cours d’une chute, l’effet de gravité fait augmenter l’énergie que notre corps aura accumulé et nous aurons besoin d’un élément qui puisse absorber une partie de cette énergie lorsque la chute sera freinée.

Un des éléments qui peut dissiper le choc est la longueur de la corde. En effet, pour une chute de 4 mètres plus la longueur de la corde qui travaille est longue, moins le degré de danger est élevé. La longueur de cette partie de la corde correspond à la distance entre l’élément/personne qui nous assure et notre nœud d’encordement.

Petzl
Une même chute de 4 mètres peut provoquer des résultats différents selon la longueur de la corde. Graphique de Petzl

Pourquoi est-il important de le savoir ?

Bien souvent, et surtout chez les débutants en escalade, une chute apparaît comme plus sûre si elle est faite relativement proche du sol. La peur des hauteurs et d’autres problèmes possibles comme ne pas pouvoir écouter la personne qui vous assure, peuvent nous amener à penser qu’il vaut mieux tomber près de notre partenaire d’escalade que plus en hauteur.

Quels sont les autres éléments à prendre en compte ?

Le facteur chute est un résultat théorique qui, comme nous vous l’avons mentionné, prend en compte la distance de la chute et la longueur de la corde qui travaille. Cependant, dans des situations réelles, d’autres facteurs interviennent également : la friction entre la corde et les mousquetons ou la paroi, les points d’amarrage disposés en zigzag, peuvent quelque peu altérer le résultat ou modifier le degré de l’impact généré lorsque la chute est freinée.

A tout cela, nous pouvons ajouter le fait que la personne qui nous assure ne soit pas concentrée à 100 %, la présence de corniches pouvant faire augmenter le facteur danger, indépendamment de savoir à quelle distance la chute se produit. La formule de facteur chute nous permet de savoir théoriquement la capacité de la corde à amortir la chute.

Petzl
Attention aux frictions en escalade. Elles peuvent affecter le facteur chute et la force de choc. Image Petzl

Quel est le facteur de chute maximal que nous pouvons tolérer?

La logique peut nous laisser croire que le facteur maximum de chute que nous pouvons supporter est le facteur 2, c’est à dire tomber le double de la longueur de la corde. Ce sont des situations auxquelles nous sommes exposées dans des voies constitués de plusieurs segments en sortant d’une réunion jusqu’à ce que l’on atteigne le point d’amarrage suivant. Si nous avons la mauvaise chance de tomber juste avant d’atteindre le point de fixation suivant, nous ferions une chute de deux fois ce que nous venons de parcourir. C’est ainsi qu’en escalade et en alpinisme, on arrive à atteindre un facteur 2 de chute maximal.

Il existe toutefois des situations dans lesquelles le redoutable facteur 2 peut largement être dépassé, notamment lorsque nous sommes attachés avec une corde à un autre élément de progression. Dans le cas du canyoning et de la spéléologie, on retrouve souvent des rampes auxquelles on s’accroche. Imaginez maintenant que cette rampe soit verticale ou oblique : une chute de plusieurs mètres (longueur de la rampe en cours) provoquerait de sérieux dégâts et le facteur chute dépasserait allègrement le facteur 2 d’autant plus que la longe est courte.

Dans le cas des vie ferrate, la progression se fait à travers différents câbles d’assurage. Les longes doivent disposer d’absorbeurs de choc dont le rôle est de minimiser la force de choc produite lorsque la chute est stoppée nettement.

Edelrid
Absorbeurs de choc pour la via ferrata, élément de sécurité indispensable sur les segments verticaux. Photo Edelrid

Si vous souhaitez plus d’informations concernant ces activités, nous vous recommandons la lecture de ces articles sur le matériel nécessaire pour la pratique du canyoning et la via ferrata en via ferrata. Ils vous seront bien utiles pour comprendre l’importance de porter l’équipement adéquat.

La force de choc

La force de choc correspond à l’énergie reçue lorsque la chute est freinée brusquement. Elle est liée à plusieurs éléments, comme le facteur chute, le poids de la personne qui tombe et la capacité d'absorption de la corde et des autres éléments de la cordée.

Certaines études faites en laboratoire ont mis à jour des résultats quelque peu exagérés en comparaison avec la réalité. En effet, la rigidité de la masse métallique utilisée pendant les tests n’absorbe presque pas d’énergie, à la différence d’un corps humain. De même, la personne qui nous assure et sa capacité à mitiger les effets de l’impact influence également. Savoir assurer dans les règles de l’art peut être salutaire, c’est d’ailleurs ce que nous expliquons dans cet article :Comment effectuer un assurage dynamique? Chris Sharma

Petzl / F. Kretschmann
L’assurage dynamique : moins de force de choc subi. Photo Petzl / F. Kretschmann

Quelle est la force de choc maximale à laquelle nous pouvons résister ?

La force de choc perçue dans le cadre des activités en montagne dépendra des éléments qui permettront de freiner la chute. Leur mesure est réalisée par défaut pour les facteurs de chute 2 et pour une masse de 80 kg. Même si les normes ajoutent plusieurs facteurs, nous allons tenter de faire un résumé. Voici quelques exemples :

  • L’escalade avec une corde simple (escalade sportive) l’impact maximum que l’on peut recevoir est de 12 kN.
  • L’escalade avec une corde double (escalade traditionnelle et alpinisme) l’impact maximal que l’on peut recevoir est de 8 kN pour une seule corde (mesuré avec 55 kg).
  • Dans le cas des longes homologuées UIAA-109 , l’impact maximal que l’on peut recevoir est de 10 kN.
  • Sur une via ferrata, l’impact maximal qu’une personne peut recevoir est de 6 kN.

Pour quels poids est calculé le matériel qui absorbe le choc?

En plus du facteur chute, la capacité d’absorption de la corde ou des longes et la masse du corps sont des éléments à prendre en compte pour calculer la force de choc. Les normes et les homologations de matériel prévoient par protocole que la masse qui sera utilisée pendant les tests serait de 80 kg par défaut..

Il existe toutefois des exceptions dans le matériel spécifique ou la transmission de la force recherchée est plus basse. Dans le cas des cordes doubles, la masse considérée pour chaque corde est de 55 kg. Dans le cas des absorbeurs de choc utilisés en via ferrata, la masse standard utilisée auparavant était de 80 kg. Avec la nouvelle norme, ce sont des poids différents qui ont été pris en compte, 40 et 120 kg.

Climbing Technology
Force de choc maximale selon la norme en vigueur pour la via ferrata. Image Climbing Technology

D’autres éléments utilisés pour absorber l’impact

Non seulement les cordes et les longes sont conçus pour absorber les impacts, mais il existe également des bandes dissipatrices utilisées comme bandes d’urgence. Elles permettent d’absorber des valeurs généralement basses comme 1 kN pour que l’impact sur le point d’ancrage qui freine la chute soit le plus doux possible. Elles sont plus fréquemment utilisées dans le cas de l’escalade sur glace, voire l’escalade traditionnelle ou tous les types de cas où l’on a affaire à une chaîne de sécurité précaire.

Les crash pads ou les matelas utilisés pour l’escalade en bloc ou le boulder disposent de leur propre homologation pour absorber l’impact lors d’une chute. Dès 2018, la norme UIAA-161 a établi la valeur HIC (Head Injury Criterion, coefficient de lésion encéphalique) comme référence. Dans le cas des crash pads une chute est considérée critique si la valeur HIC dépasse 400. En guise de comparaison, dans l’industrie automobile une valeur HIC de 700 est déjà une limite acceptable tandis qu’une valeur 1000 pourrait déjà provoquer des lésions dans plus de 90 % des cas.

Nous espérons que ces explications vous auront été utiles et vous auront aidé à mieux appréhender les données proposées par les produits techniques d'escalade, d'alpinisme et de via ferrata. Pour toute question complémentaire et pour en savoir plus sur les produits, nos équipes de conseil technique vous attendent sur notre site internet et dans nos magasins physiques.

Site Internet: https://www.barrabes.com

Articles plus récents

Laissez vos commentaires

Soyez le premier à commenter cet article.