La Piste d’athlétisme

Arènes modernes, les stades de compétitions d’athlétisme comportent un anneau coloré (la Chimie !) encerclant une pelouse verte (encore de la Chimie !) où se disputent les concours de plusieurs disciplines : javelot, disque, poids et autres marteaux…

Cet anneau de forme ovale, ou plus souvent bi-panier, comporte deux courbes et deux lignes droites, la longueur totale faisant réglementairement 400 mètres. Cette piste est divisée en 6 ou 8 couloirs de 1,22 m largeur pour les courses de sprint ou de demi-fond. Pour les départs des courses de 200 ou 400 m, les décalages entre chaque couloir sont de 7,04 m.
La course du 100 m utilise l’une des deux grandes lignes droites avec, pour le départ, un prolongement annexe.

À la fin du XIXe siècle, et dans la première moitié du XXe, les pistes étaient en sable ou en cendrée, soit rouge en brique pilée, soit grise avec un mélange de terre et de cendres broyées, plus rarement verte, en gazon comme elles le restent encore en Australie et pour quelques sites anglo-saxons. Les premières pistes synthétiques firent leur apparition un peu par hasard au début des années 60. En effet, à la fin des années 50, la société 3M du Minnesota, spécialisée dans les rubans plastiques, les colles et revêtements polymères était dirigée par William Mc Knight, un passionné de courses de chevaux qui souhaitait pour les pur-sang un revêtement lisse et régulier évitant les blessures.

La société 3M se lance alors dans un revêtement plastique à base d’uréthane, produit qu’elle connaissait bien pour en faire des éponges abrasives. L’uréthane est le produit issu de la réaction d’un isocyanate et d’un alcool, réaction découverte par le français Charles Adolphe Wurtz (cf. Charles Adolphe Wurtz) en 1849 :

R1–N=C=O + R2–OH ------> R1–NH–CO–O–R2

Toutefois, ce n’est qu’en 1937 qu’Otto Bayer réussira à obtenir un matériau plastique stable dont la texture et la dureté peut varier en fonction des deux types de monomères. On connait mieux la mousse de polyuréthane qui provient de la réaction d’un diisocyanate avec l’eau qui conduit à un polyuréthane et au dégagement de dioxyde de carbone qui forme la mousse expansée utilisée dans l’ameublement, l’isolation, etc… (cf. Polyuréthane).

Le premier prototype de revêtement sur environ 100 m fut essayé en 1959 par les chevaux de W. Mc Knight dont l’élevage s’appelait Tartan. Le marché était lancé, mais l’objectif ne fut pas atteint, car les quantités phénoménales d’uréthane nécessaires pour couvrir les kilomètres de piste d’un hippodrome s’avéraient trop coûteuses. C’est pourquoi 3M se tourna plutôt vers les stades des universités en leur proposant ce revêtement « tartan » à disposer autour de la pelouse. Curieusement, avec ces pistes en Tartan, les coureurs de l’Université du Minnesota battirent plusieurs records : cela suffit pour asseoir la réputation du revêtement.

Le premier championnat des Éats Unis sur Tartan eut lieu à Saint Louis en 1963 où Bob Hayes battit le record du monde du 100 yards. Dans la foulée (c’est le cas de le dire), 3M décroche la commande des pistes des Jeux olympiques de 1968 et de nombreuses nations demandent alors à installer les pistes en Tartan pour leurs stades.
En France, la première fut installée à Font-Romeu (1 800 m) pour l’entrainement des coureurs français en 1967 en vue des Jeux de Mexico (2 250 m).

A partir du moment où la piste est en matière synthétique, les psychologues se mêlèrent de savoir quelle couleur est susceptible d’apporter moins de stress et plus de décontraction aux concurrents. C’est le bleu qui l’emporta, mais aussi le vert. En fait, ce qui reste le plus populaire aux yeux du public c’est le rouge brique.

Devant le succès commercial, 3M eut rapidement des concurrents, le plus important est sans doute une société italienne du Piémont : Mondo, spécialisée à l’origine dans les revêtements de sols en caoutchouc. La société d’Edmondo Stroppiano propose en 1969 la première piste d’athlétisme préfabriquée « sportflex » et décroche l’attribution de sa piste pour les JO de Montréal (1976). Ces pistes sont à base de résines polyuréthanes qui lient ensemble des granulés de caoutchouc sur une sous-couche de rouleaux en caoutchouc recyclé posée sur un enrobé.

Le caoutchouc est un produit qui au départ est un produit naturel issu de l’hévéa (cf. Caoutchouc). Il provient du latex qui est une émulsion contenant de l’ordre de 70 % d’eau et 20 à 30 % de matière sèche qui s’écoule par incision de certains végétaux. C’est l’hévéa (hevea brasiliensis) originaire de la forêt amazonienne et acclimaté en Extrême-Orient qui fournit 95 % du latex utilisé. Après séchage et pressage en balles, le crêpe ainsi obtenu subit différentes opérations pour devenir le « caoutchouc ».
Il est mélangé à divers ingrédients (carbone, silice, oxyde de zinc, soufre…), mais aussi associé à des polymères de synthèse : polystyrène (cf. Polystyrène), polybutadiène (cf. Butadiène) pour lui conférer des propriétés d’usage.

Actuellement, la production et la consommation mondiale représentent plus de 22 MT dont 9 MT de caoutchouc naturel. Pour lui donner ses propriétés de résistance aux variations de température, à la résistance aux huiles et aux solvants, pour le protéger des rayonnements UV et de la lumière, diverses charges lui sont adjointes. Par exemple, le noir de carbone pour la résistance mécanique, la silice ultra-fine pour la résistance à l’abrasion ou du carbonate de calcium. Mais la plus importante opération est celle de la vulcanisation.

C’est une réaction chimique qui, en créant entre les chaînes de polymères des ponts sulfure, va donner au caoutchouc sa structure tridimensionnelle indéformable et lui conférer ses propriétés de solide élastique. C’est en mélangeant du soufre au crêpe et en chauffant celui-ci que Charles Goodyear constata de nouvelles propriétés et inventa ainsi la vulcanisation. Pour accélérer la réaction, on emploie des catalyseurs comme l’oxyde de zinc (cf. Zinc), l’acide stéarique ou le mercaptobenzothiazole.

La société Mondo possède une équipe de chercheurs et de techniciens qui travaillent à l’amélioration des pistes avec l’université de Pavie et plusieurs laboratoires situés à Gallod’Alba, Saragosse, Luxembourg et Montréal. Cela lui permit de fournir les JO d’Athènes en 2004 avec le Sportflex superX. C’est une piste avec un revêtement de 13 mm dont la surface est composée de granulés de 3 à 4mm d’EPDM, copolymère (Éthylène, Propylène, Diène) élastomère qui forment une couche antidérapante et poreuse liées par la résine. Ces pistes à la fois souples et antidérapantes ont fait merveille puisque depuis leur apparition plus de 230 records y ont été battus.

Différentes couleurs sont disponibles : bleu pour les championnats du monde de Berlin en 2006 et la fameuse piste de Daegu pour les championnats du monde 2011, etc. Les techniciens expliquent que ces surfaces absorbent moins de forces de l’athlète et en renvoient plus, ce qui améliore les performances au sprint mais peuvent augmenter les traumatismes pour le demi-fond et le triple saut !

Des normes sont maintenant appliquées : l’épaisseur moyenne doit être proche de 12 mm, la réduction des forces comprise entre 35 et 50 % avec une déformation verticale comprise entre 0,6 et 2,5 mm. Par exemple, la Sportflex Mondotrack de Pékin avait 36 % de réduction de forces et 2 mm de déformation verticale.
|Le Regupol Compact de Berlin, installé par la société allemande BSW, montrait des chiffres de 36 % et de 1,4 mm : c’est là qu’Usain Bolt établît ses records des 100 et 200 m.

D’après les experts, les performances en demi-teinte de Pékin s’expliquent, entre autres, par une souplesse trop importante (2mm) du revêtement qui pourrait coûter 1/1 000 de seconde par appui, soit 5/100 de seconde pour le 100 m et 2/10 de seconde sur le 400 m.

Pensée du jour
On a beau admirer les coureurs de demi-fond, il faut se rappeler qu’ils reviennent toujours à leur point de départ : n’est-ce pas un peu vain ?

Sources

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