Élucider le mystère des bosses en ski

Je n'ai jamais cessé d'être étonné par la façon dont les bosses de ski se forment sur pratiquement toutes les pistes de ski qui ne sont pas damées. 

Pourtant, ces étonnantes formations géométriques ne sont pas intentionnellement planifiées ou construites ; elles s'organisent simplement spontanément lorsque les skieurs tournent et déplacent la neige. 

Cela commence par une série de virages en forme de S qui traversent de petits tas de neige laissés par d'autres skieurs. Au bout d'un moment, ces monticules de neige atteignent une hauteur critique ressentie et vue par les skieurs, qui les obligent à tourner du côté aval de cette bosse en train de se créer. Le paradoxe qui en découle est que les skieurs qui descendent une pente très bosselée ne peuvent en pratique plus tourner là où ils le voudraient.

Il est très difficile de tourner sur l’amont d’une bosse ou dans sa concavité, par contre cela devient très facile si l’on choisi la partie convexe ou le haut de la bosse, car les talons des skis en dérapage vont facilement chasser la neige vers le bas de la bosse. 

En poussant ainsi la neige vers le bas et en l'entassent sur l’amont de la bosse suivante, chaque bosse perd de son volume sur le côté aval qui se voit transféré sur son côté amont. L'effet total est une illusion d’optique qui montre une « montée » des bosses dans la pente, alors que la masse globale de neige continue de descendre étant poussée inexorablement vers le bas, tirée par les forces de gravité. 

Les skieurs pourraient être comparés à des fluides se déplaçant sur des sédiments dans la mesure où les bosses seraient analogues aux ondulations qui se forment lorsqu'une rivière coule sur du sable. D'autres modèles pourraient indiquer la création de dunes de sable, de stries transversales (washboard) produites par des véhicules sur des pistes ou d'autres situations qui constituent des ondes cinématiques se propageant vers l'arrière. 

En matière dimensionnelle, l'espacement des bosses dépendrait du rayon du virage, de la vitesse d'un skieur ainsi que de son accélération gravitationnelle et de l'inclinaison de la pente. Cela explique pourquoi les bosses sont généralement plus longues à la fin d'un champ de bosses, car les skieurs ont tendance à aller plus vite à l'approche du terrain damé, car ils s’enhardissent et ont beaucoup moins besoin de se contrôler. 

Tout comme pour d'autres phénomènes d'auto-organisation, le coté incontournable, la présence fréquente et la régularité géométriques des bosses de ski en font un phénomène assez unique. 

Quant au tracé géométrique régulier des bosses de ski, une fois qu'une bosse est alignée, elle le reste, car les skieurs n’ont pas d’autre choix que de tourner au mème endroit, ce qui explique qu’en très peu de temps, le peu de bosses qui sont mal alignées se remettent vite dans le rang, tout comme une fanfare qui commence à défiler en pagaille, s'organise progressivement en rang plus serrés, avant que tous ses membres tombent enfin en parfaite synchronisation. 

Mythe ou illusion d'optique: les bossent semblent monter mais la neige descend dans la pente ...