Reasonable lifespan of fencing blades

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Introduction

L'escrime est un sport de combat qui comporte trois disciplines: l'épée, le fleuret et le sabre. Les combats sont disputés avec des règlements, des cibles et des armes qui sont propres à chacune des disciplines. Les coups peuvent être portés d'estoc (avec la pointe) ou de taille (avec les côtés de la lame), ou parés (bloqués) avec la lame et la garde de l'arme.

Normes de fabrication de l'équipement d'escrime

La Fédération Internationale d'Escrime (FIE) régit la pratique de l'escrime selon un livre de règlements très étoffé. La section du Règlement sur le matériel (règlement M, ou livre M) établit toutes les normes pour chaque pièce d'équipement utilisé en escrime, incluant la tenue et l'arme, jusqu'aux appareils de pointage et la piste (terrain de combat).

Normes de fabrication des lames

Toutes les normes de fabrication des lames ainsi que les manières de les contrôler sont établies dans le livre M de la FIE, à la section 1 de l'annexe A.

À noter qu'il existe deux types de lames: homologuées et non homologuées. Les lames homologuées, souvent appelées lames FIE ou lames Maraging, sont soumises à toutes les normes et à tous les contrôles établis dans les livres de règlement de la FIE. Parmi ces contrôles, qui sont effectués par un laboratoire désigné par la FIE, nous retrouvons: analyse chimique, essai de traction, essai de résilience, essai de ténacité à la fracture dynamique K1C, essai de dureté, examen microscopique de la structure, essai de corrosion, contrôle non destructif, essai de résistance à la fatigue, etc.

Les lames non homologuées, quant à elles, ne sont soumises qu'à la partie principale du règlement M (donc pas à l'annexe). Par conséquent, elles ne sont pas soumises aux normes définissant la composition de l'acier, ni aux contrôles de leurs caractéristiques matérielles. Elles peuvent donc être fabriquées d'acier régulier et chaque fabricant a développé son propre alliage.

Durée de vie d'une lame, établie par la FIE

Une lame d'escrime est un produit consommable. En d'autres mots, plus on s'en sert, plus sa durée de vie restante diminue. La FIE compte la durée de vie d'une lame en nombre de touches, à l'aide de son essai de résistance à la fatigue.

Essai de résistance à la fatigue

Extrait du règlement de la FIE, livre M, annexe A, section 1, alinéa 6.9

6.9. Essai de résistance des lames à la fatigue (par pliement ou flambement cycliques)

Afin d’examiner le comportement des lames pendant la pratique de l’escrime, les lames à tester devront être soumises à un essai de résistance à la fatigue, à l’aide d’un appareil spécial, soit mécanique, soit pneumatique, homologué par la Commission SEMI de la FIE.

L’essai consiste à faire fléchir la lame sans dépasser la limite d’élasticité du matériel, c’est à dire jusqu’à obtenir une flèche d`environ 220 mm, correspondant à un raccourcissement de la lame de 250 mm, et ensuite à la faire se redresser.

L’appareil d’essai doit être capable de permettre le pliement et le redressement de la lame avec une fréquence de 1 Hz (1 hertz = 1 cycle par seconde).

Les bancs d’essai sont conçus de façon à reproduire les efforts auxquels est soumise une lame par les mouvements normaux des escrimeurs. Les efforts ne dépassent pas la limite élastique des lames; une déformation permanente de la lame ne devrait pas se produire. Le nombre de pliements auxquels la lame est soumise avant rupture caractérise sa résistance à la fatigue.

Les bancs d’essai peuvent être utilisés soit pour l’essai de pliement sans choc (avec le bout de la lame fixé sur un support tournant), soit pour l’essai de pliement avec choc d’impact (bout de la lame libre).

L’essai doit continuer jusqu’à la rupture de la lame. Pour que le résultat soit acceptable, il faudra vérifier que la rupture de la lame ne se produise pas avant:

- 18.000 cycles pour les lames de fleuret;
- 7.000 cycles pour les lames d’épée.
- 20.000 cycles pour les lames de sabre

Pour que le test soit considéré comme réussi, il est nécessaire qu'au moins 8 lames dépassent les valeurs indiquées.

Pour les lames de sabre, il est obligatoire qu'au moins 8 lames se rompent à ≥ de 120mm de la pointe.

Durée de vie raisonnable

Selon les contrôles effectués par la FIE dans des conditions de laboratoires, par des appareils qui simulent des touches dans les meilleures conditions possibles (par exemple, sans plier la lame à l'envers), huit lames sur dix contrôlées doivent résister à 7000 touches, pour l'épée par exemple.

Il est donc raisonnable de s'attendre à ce que la durée de vie d'une lame, dans les situations de combat où tous les paramètres d'une touche ne peuvent pas être contrôlés, soit inférieure à la durée de vie obtenue dans des conditions de laboratoire.

Facteurs aggravants

Plusieurs facteurs très fréquents peuvent également affecter négativement la durée de vie d'une lame d'escrime:

• Plier la lame au-delà de la limite d'élasticité du matériel (flèche au-delà de 220mm): Ceci se produit quand un escrimeur porte une touche sur son adversaire lorsqu'il est trop proche. Ce que l'on voit souvent dans ces cas, c'est que la lame subit une déformation plastique et doit par la suite être redressée par l'escrimeur, ce qui est donc une deuxième déformation plastique. Cette répétition de déformations plastiques crée des faiblesses dans le métal de la lame, écourtant drastiquement sa durée de vie.
• Plier la lame à l'envers de sa flèche normale: Ceci se produit quand un escrimeur porte une touche sur son adversaire pendant que sa pointe est plus haute que sa main, ou si l'escrimeur baisse la main au moment de la touche. Normalement, le fait de plier la lame crée une fatigue du métal sur le côté de la lame à l'extérieur de la flèche. La fatigue est contrôlée en laboratoire selon ce paramètre. Le fait de plier la lame à l'envers, même à l'occasion, crée une fatigue supplémentaire du métal, sur le côté opposé de la lame, ce qui écourte sa durée de vie.
• Redresser la lame suite à une déformation: Plusieurs escrimeurs et entraîneurs doivent régulièrement redresser des lames déformées. Bien qu'il n'existe pas de manière "officielle" de le faire, chaque méthode comporte des risques d'affaiblir la lame et donc de réduire sa durée de vie, ou encore de la casser en tentant de la redresser.
  
  Certains vont utiliser les mains pour la plier dans le sens inverse de la déformation, d'autres vont la passer sous leur pied. D'autres encore vont utiliser un étau, une clé ou des pinces. Toutes ces façons de faire viennent créer un stress additionnel sur un endroit de la lame qui est déjà affaibli par une déformation plastique, ce qui écourte donc la durée de vie de la lame.
• Utiliser une lame pendant qu'elle est froide: Durant les mois d'hiver, plusieurs escrimeurs arrivent à leur pratique ou à leur tournoi avec des lames froides. Soit ils ont laissé leur équipement dans la voiture pendant la journée, soit ils ont marché à l'extérieur pour se rendre, par temps froid il ne faut que très peu de temps à l'extérieur pour que les lames deviennent très froides.
  
  Les lames froides sont beaucoup plus fragiles. Même si elles ne cassent pas immédiatement sous l'impact d'une touche pendant qu'elles sont froides, elles s'affaiblissement tout de même considérablement, ce qui écourte donc leur durée de vie.
• Présence d'encoches sur la lame: Au fil des combats, les lames des escrimeurs entrent en contact les unes avec les autres. Selon la force des coups, il est très commun de voir apparaître des encoches sur la lame. Chacune de ces encoches est un point de cassure potentiel. Durant les prochains cycles de pliage de la lame, chaque encoche est un point faible où l'énergie se concentre, ce qui amplifie l'encoche et aggrave le problème, jusqu'au moment de casser.
  
  Prenons l'exemple d'un arbre. Si on scie partiellement à-travers son tronc, cet arbre sera plus faible qu'un autre arbre qui n'a pas été scié. Chaque fois que le vent souffle, le trait de scie s'agrandit progressivement, jusqu'au jour où le tronc cède et l'arbre tombe. Le phénomène s'accélère d'autant plus si l'arbre a 100 traits de scie au lieu d'un seul. Les lames testées en laboratoire, selon les normes des contrôles, doivent être neuves et ne présenter aucuns défauts superficiels pouvant en compromettre l'utilisation (replis de laminage, criques, éclats, décarburation) (1).
• Le style de combat peut affecter la durée de vie de la lame: Un escrimeur qui est particulièrement ferrailleur (qui tape souvent sur la lame de l'adversaire avec sa lame), un escrimeur qui va souvent toucher l'adversaire pendant que l'adversaire attaque (ce qui résulte en une distance trop courte, donc une lame très pliée), un escrimeur qui maîtrise mal sa notion de distances (ceci arrive souvent chez les jeunes escrimeurs durant leur poussée de croissance), un entraîneur durant la leçon individuelle qui demande à son élève de faire des touches très profondes (c'est-à-dire avec la lame très pliée), ou encore qui tape sur la lame de son élève pendant que sa lame est pliée pour lui dire de retourner en garde (la position de base suivant une attaque). Tous sont des exemples de situations très fréquentes, qui ont toutes pour effet de réduire drastiquement la durée de vie d'une lame.

Contrôle de la qualité des lames

Un contrôle non destructif doit être effectué par les fabricants avant de mettre les lames en vente (2):

6.7. Contrôle non destructif

Toutes les lames, avant d’être commercialisées, doivent être soumises à un contrôle non destructif, réalisé avec un appareil électromagnétique à courants de Foucault, pour la recherche des défauts superficiels et sub-superficiels. Ce contrôle est obligatoire, il doit être effectué sur toute la surface de la lame.

Les lames homologuées sont contrôlées par la FIE selon l'échéancier suivant (3):

Après la première homologation, les lames restent valides à condition que les fabricants envoient les lames pour un essai périodique au moins une fois tous les deux ans. L'un de ces tests doit être effectué entre 9 et 6 mois avant les Jeux olympiques. Ces essais périodiques doivent être effectués au moins une fois tous les deux ans de manière simplifiée. 3 lames seront testées sur les points suivants :

- Résistance à la fatigue (par pliage) qualité de l'acier
- Analyse chimique
- Essai de traction
- Essai de résilience
- Essai de ténacité à la fracture (K1°C)

Si les essais périodiques ne sont pas effectués pendant 4 ans, la lame sera rayée de la liste des lames officielles de la FIE. Le fabricant peut alors demander un nouveau processus d'homologation complet.

Vu les forces en jeu durant un combat d'escrime, une lame comportant un défaut de fabrication se casserait presque immédiatement durant sa première utilisation. Ceci étant dit, les lames sont contrôlées par des tests de qualité par les fabricants au moment d'être produites ou expédiées, et les lots de lames homologués sont strictement contrôlés par la FIE, tant de manière planifiée selon un calendrier qu'aléatoirement (la FIE se réserve le droit d'acheter des lames chez des distributeurs au hasard et de les tester). Il est donc extrêmement peu probable de tomber sur une lame défectueuse.

Exemple concret

Voici un exemple: depuis un an, un escrimeur agé de 15 ans casse une lame à chaque mois. Avant cela, il n'avait cassé qu'une seule lame depuis ses débuts en escrime à l'âge de 7 ans. Ceci est considéré comme normal, car suivant sa poussée de croissance, plusieurs facteurs entrent en jeu, notamment:

• l'escrimeur a maintenant plus de masse et de force pour plier la lame au-delà de sa limite d'élasticité,
• l'escrimeur s'entraîne maintenant (probablement) plusieurs heures supplémentaires par semaine comparativement à ses débuts (plus de touches en moins de temps),
• suivant sa poussée de croissance, sa notion des distances n'est plus la même (la lame se retrouve souvent très pliée),
• l'escrimeur augmente la force de ses coups sur la lame adverse (plus grande présence d'encoches),
• l'escrimeur augmente sa quantité de combats (plus probable de plier une lame pliée à l'envers, se la faire coincer par l'adversaire, etc.)

Suivant la fin de sa poussée de croissance, l'escrimeur retrouve sa notion de distance et apprend à contrôler sa force. Chez les adultes et jeunes adultes, les lames cassent beaucoup moins souvent, même chez ceux qui ont un fort volume d'entraînement, car l'utilisation de la lame se rapproche beaucoup plus des conditions de laboratoire dans lesquelles les lames sont contrôlées. Il n'est pas rare pour un escrimeur adulte de conserver une même lame pendant plusieurs années, mais qu'un adolescent casse la même lame en un mois ou moins.

Conclusion

La durée de vie d'une lame se mesure en nombre de touches, tel que défini par la Fédération Internationale d'escrime. L'escrime étant un sport de combat rempli de situations peu contrôlables, plusieurs actions portées par les escrimeurs et leur entourage, volontairement ou non, contribuent à réduire la durée de vie des lames.

La durée, la fréquence et l'intensité des entraînements et des tournois jouent également un rôle dans la durée de vie des lames. Si une lame devait tenir durant 7000 touches, un athlète qui s'entraîne 15 heures par semaine va les atteindre beaucoup plus rapidement qu'un athlète qui s'entraîne 1 heure par semaine.

De plus, les lames non homologuées ont une durée de vie significativement plus courte que les lames homologuées, car elles ne sont sont pas soumises aux mêmes critères de fabrication, tant au niveau de l'alliage que des contrôles techniques.

En tenant compte de toutes ces informations, la durée de vie raisonnable d'une lame peut varier considérablement dans le temps, et en nombre de touches, en fonction de l'utilisation qui en est faite et des facteurs aggravants. Une lame qui se casse en quelques semaines, en quelques mois ou en quelques années peut être considérée comme ayant eu une durée de vie raisonnable.

1 Extrait du règlement de la FIE, livre M, annexe A, section 1, alinéa 5.2
2 Extrait du règlement de la FIE, livre M, annexe A, section 1, alinéa 6.7
3 Extrait du règlement de la FIE, livre M, annexe A, section 1, alinéa 7