QC LAB : LES RISQUES DE RÉUTILISER D’ANCIENS TROUS DE BROCHES À GLACE

Should you ever rebore an old ice screw hole? KP discusses some things to consider in this winter-edition QC Lab. So, boot up, and geek out as he takes you through the ins and outs and … back ins of reboring ice screw holes.

There are ice climbers who place ice screws in old ice screw holes, those who are against it, and those that do it only when absolutely necessary. I’m the latter. I’ve been climbing ice for over 25 years and have only used old ice screw holes twice. Once, just a few years ago because there was a thin-necked piece of ice on a popular route in the Canadian Rockies and it was absolute swiss cheese—I had no choice but to rebore one of the many existing holes and hope for the best. The other time, many years ago as a total neophyte ice climber, I was on a route that was too hard for me, pumped out of my mind and needed at least a psychological piece to keep questing upwards. I needed to use the absolute minimum amount of energy possible, so I quickly spun in a screw into a pre-existing hole and once again, hoped for the best. In both cases, it worked out as I ended up NOT taking a whipper. Would they have held? I hope so.

Il y a eu pas mal de débats officieux, et quelques débats officiels, sur la question de savoir si des trous re-percés sont aussi solides que des trous neufs, ou « assez solides ». Une étude très approfondie sur ce sujet (et sur plusieurs autres sujets intéressants) a été réalisée par Stephen Attaway et un de mes collègues — un guide, un génie de la science et un pote grimpeur sur glace, Marc Beverly. Si tu as envie de te plonger dans le sujet, jette un œil à ça :

Solidité des ancrages en escalade sur glace : une analyse approfondie

Deux enseignements clés en ce qui concerne les trous ré-alésés se retrouvent dans leurs conclusions :

1) En se basant sur la variabilité de la résistance des ancrages observée dans nos résultats d’essais, nous devons accepter l’hypothèse nulle selon laquelle les vis à glace re-percées sont trop faibles pour résister à un facteur de chute UIAA. TOUT du temps. Ils sont, cependant, plus solides que prévu et se comparent étroitement à une vis à glace placée dans de la glace vierge.

2) Les ice screws re-percés sont presque aussi résistants que des trous fraîchement forés. Il est probable que tout processus de recongélation qui réduit le diamètre du trou avec le temps soit bénéfique pour une vis redrillée.

C'est de bonnes infos, mais je ne veux pas vraiment entrer trop dans les résultats – tu peux lire l'article – plutôt, je veux parler d'une évolution de l'équipement qui a eu lieu depuis que cette étude a été réalisée : Vis à glace en aluminium. Cette étude a été réalisée en 2008, en utilisant diverses marques de vis à glace en acier, car c'était ce qui était disponible à l'époque. Les mêmes vis ont été redrillées dans des trous préexistants créés par cette marque de vis. Cependant, depuis, plusieurs entreprises ont lancé des vis à glace en aluminium.

DIFFERENT DIAMETER SCREWS

I don’t want to get into a physics and strength of materials lesson here because a) it’s complicated, and b) I learned this stuff 30 years ago in engineering school, so it’s been a while … But the short version is:

- Steel is stronger than aluminum – got it.
- Aluminum is lighter than steel – check.
- When looking at cylinders or tubes, if you’re reducing the strength of the material (i.e. using aluminum instead of steel), you need to increase the diameter of the tube in order to maintain strength.

What exactly am I talking about? In order to meet necessary strength requirement—aluminum screws have a larger diameter than steel screws.

Some unofficial measurements of diameters (measured at the tip):

WHY DOES THIS MATTER?

The reason this matters is if you are using steel screws, and use an old hole that was made with a larger diameter screw (i.e. aluminum screw), you would very likely not obtain similar strengths as the study referenced above shows. In extreme cases, like placing a screw in a roof, it’s conceivable that the screw could just fall out!

Now thankfully, in most cases this is fairly obvious. A steel screw in an aluminum hole is quite wobbly—and hopefully you easily notice and question your placement. As well, even when inserting a steel screw into an old aluminum hole—it’s quite noticeable as there is little resistance.

TESTING

Ice screw testing is slow, and the results vary greatly. Hats off to Marc and Stephen for doing such an in-depth study in the paper referenced above. The work involved was substantial.

In the classic unofficial non-thesis sort of way—we headed into the QA lab to do a few quick tests to see if there was a noticeable difference in ultimate strength when using a dissimilar diameter rebored hole. This data has to be taken with a grain of salt because we’re talking about n=1 here. As in ONE data point. It’s basically statistically irrelevant, but it’s always kind of cool to break ice screws in ice.

It’s also worth noting that nowadays it’s fairly common knowledge to place screws at a positive angle (i.e. Non-leveraging). This was studied in-depth years ago by Chris Harmston at BD:

Ice Screw Placement

This is also referenced in Stephen and Marc’s paper:

It is well understood that placement of an ice screw, whether in dynamic shock loading or slow pull testing, produces the strongest results when NOT placed in a negative angle (i.e., using the screw in a levering configuration). So, from somewhere between 0° and +20° is the ideal angle, and that was our target range for testing rebored screws.

La raison pour laquelle je mentionne ça, c'est que quand tu regardes les vidéos des tests en laboratoire, l'angle de placement semble inversé. C'est parce que la direction de la charge dans la machine est VERS LE HAUT. Ça te paraît clair ?

Note: CE requirement for ice screw testing is 10kN

Au bout du compte, les vis doivent atteindre 10kN pour réussir les tests CE requis, et lors des tests ci-dessus où nous avons refoué en utilisant la même vis, les résultats ont dépassé 10kN. Cependant, lorsque nous avons utilisé une vis de diamètre plus petit (vis en acier) dans un trou de diamètre plus grand (trou en aluminium), cela a compromis le placement et la vis s'est arrachée à des charges réduites. (bien moins que 10kN)

Il faut dire qu'on était sur de la glace super bonne, fabriquée en labo — c'est difficile de faire mieux. La résistance de la plupart des placements de vis à glace dépend directement de la qualité de la glace.

Il y a des grimpeurs de glace qui placent des vis de glace dans d’anciens trous de vis, ceux qui sont contre, et ceux qui ne le font que quand c’est absolument nécessaire. Je fais partie de ces derniers. Je grimpe la glace depuis plus de 25 ans et je n’ai utilisé d’anciens trous de vis que deux fois. Une fois, il y a juste quelques années, parce qu’il y avait un morceau de glace à cou fin sur une voie populaire dans les Canadian Rockies et que c’était du vrai gruyère — je n’avais pas d’autre choix que de reforer un des nombreux trous existants en espérant le meilleur. L’autre fois, il y a de nombreuses années, alors que j’étais un total novice de la grimpe sur glace, j’étais sur une voie beaucoup trop dure pour moi, complètement crevé, et j’avais besoin au moins d’un petit coup de pouce psychologique pour continuer à monter. Je devais utiliser le strict minimum d’énergie possible, alors j’ai rapidement vissé une vis dans un trou déjà existant et, encore une fois, espéré le meilleur. Dans les deux cas, ça s’est bien terminé puisque je n’ai pas pris de gros coup de fouet. Est-ce qu’elles auraient tenu ? J’espère bien.