Brevet FR2555064A1 — publié le 19850524

-1- La présente invention concerne un piquet à basculement pour parcours de slalom, constitué d'une tige tubulaire verticale, d'un élément d'ancrage destiné à être fixé dans le sol, et d'un organe de basculement disposé entre la tige tubulaire verticale et le socle. Dans les piquets à basculement pour parcours de slalom aujoud'hui en usage dans les sports de ski alpin, la tige tubulaire verticale surmontant le point ou la zone de basculement est réalisée en matière thermoplasti- que, et comporte plus précisément un diamètre extérieur et un diamètre intérieur constants sur toute sa longueur. Lorsqu'un skieur passe à gran- de vitesse à proximité d'un tel piquet et qu'il provoque la déflexion de la tige tubulaire en la heurtant du genou, du bras ou de la main ou, se- lon la technique de slalom la plus récente, de la tige de sa chaussure ou du bas de la jambe, non seulement il ressent un choc plus ou moins dou- loureux, mais la tige du piquet se comporte alors comme un fouet et est la cause d'une irritation ou d'un danger pour le skieur. Cet "effet de coup de fouet" est une conséquence de la très grande accélération du skieur au moment de l'impact. En raison des forces d'inertie qui sont es- sentiellement dues à la masse de la tige verticale, la pointe de cette dernière revient en arrière à la manière d'un fouet juste après l'impact du skieur. Cet effet de coupe de fouet est précisément caractéristique des piquets à basculement dans lesquels la répartion du couple de flexion entre l'élément d'ancrage et la tige tubulaire est interrompue par la zo- ne de basculement. En dépit de cet effet de coup de fouet, les piquets à basculement se sont en pratique imposés dans les compétitions de slalom, parce qu'un piquet pour parcours de slalom ne comportant pas de zone de basculement présente d'autres inconvénients, tels que, par exemple, un effet d'impact plus important sur le skieur et une plus grande facilité d'arrachage hors de son ancrage au sol. La présente invention a donc pour but de réaliser un piquet à basculement pour parcours de slalom, dans lequel l'effet de coup de fouet caractéris- tique d'un piquet à basculement ne dépasse pas une certaine extension, et qui résiste de surcroît suffisamment aux contraintes auquelles est exposé un piquet à basculement ou sa tige tubulaire. Ce but est atteint selon l'invention en ce que la tige tubulaire vertica- le est constituée d'une matière plastique renforcée de fibres. L'invention repose sur le principe selon lequel l'effet de coup de fouet 2- caractéristique des piquets à basculement est d'autant plus faible que la tige tubulaire verticale possède une plus grande rigidité de flexion et une masse plus faible. Une tige tubulaire en matière plastique renforcée aux fibres étant dotée d'une rigidité de flexion supérieure à celle d'une tige tubulaire en thermoplastique, la mise en oeuvre de l'invention per- met donc d'obtenir un moindre effet de coup de fouet. Grâce à sa cons- truction tubulaire, la masse de la tige verticale reste faible, malgré l'accroissement de sa rigidité de flexion. En raison de la relation qui existe entre l'effet de coup de fouet et la masse, il est également avantageux de donner à la paroi de la tige tubu- laire constituée d'une matière plastique renforcée aux fibres, une confi- guration de préférence décroissant de façon étagée depuis le bas jusqu'en haut. Des essais ont montré que des tiges tubulaires en matière plastique ren- forcée de fibres atteignent la rigididé de flexion nécessaire à partir d'une faible valeur de leur épaisseur de paroi. Dans ce cas, la contrain- te critique n'est plus constituée par la rigidité de flexion, mais par la résistance au voilement du tube. L'impact du skieur sur la tige tubulaire s'effectue de manière pratiquement ponctuelle. Dans le cas de tiges tubu- laires rigides, la contrainte est très importante; les tiges tubulaires peuvent subir un voilement et se pincer. Il est donc nécessaire de réali- ser ces tiges tubulaires de manière à ce qu'elles soient résistantes au voilement. Cette caractéristique peut être obtenue en garnissant la tige tubulaire de mousse, ou en disposant le matériau de renforcement de ma- nière à ce que ses fibres soient orientées dans le sens périphérique. Malgré la très grande résistance dont sont dotés de tels piquets pour parcours de slalom, il est inévitable que, par exemple, à l'occasion d'une chute, un tel piquet vienne à se rompre. Dans une telle éventuali- té, il convient de veiller à ce que les risques de blessure soient main- tenus à un niveau aussi bas que possible. Dans le' piquet pour slalom de la présente invention, cette caractéristique est obtenue de façon avanta- geuse par le fait qu'au moins la couche la plus extérieure du matériau de renforcement de la tige tubulaire est constituée de fibres qui possèdent un allongement à la rupture très élevé ou dont ledit allongement à la rupture est aussi peu dépendant de la température que possible. Tel est 3- le cas, par exemple, avec des fibres en aramide ou en polester. Des tiges tubulaires ainsi réalisées ne feront, dans le cas d'une rupture, que se plier, les extrémités supérieure et inférieure restant reliées l'une à l'autre; aucun fragment rompu de la tige ne présente alors de zone de rupture ouverte susceptible de blesser le skieur. La présente invention va maintenant être décrite plus en détail, à titre d'exemples nullement limitatifs, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est une vue montrant un piquet à basculement pour parcours de slalom selon l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe de la tige tubulaire du piquet de l'invention; - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale partielle de la tige de la figure 2; - la figure 4 est une vue en coupe représentant une variante de la figure 2; - la figure 5 est une vue en coupe longitudinale partielle d'un autre mo- de de réalisation d'une tige de piquet selon la présente invention; - la figure 6 est une vue du piquet de l'invention mis en place, montrant l'effet de coup de fouet; et - la figure 7 est une vue du piquet de l'invention mis en place, montrant la position de basculement extrême. Le piquet à basculement pour parcours de slalom selon la figure 1 est constitué d'une tige tubulaire 1 en matière plastique renforcée de fi- bres, d'un tube d'ancrage au sol 2 pourvu d'une pointe, et d'un organe de basculement 3. L'organe de basulement 3 comprend un mécanisme à ressort, qui provoque le redressement automatique du piquet dévié ou basculé par un skieur. La tige tubulaire 1, dont la longueur atteint, par exemple, 1800 mm, pré- sente, selon les figures 2 et 3, une paroi tubulaire constituée de plu- sieurs couches, à savoir une couche extérieure 4 s'étendant sur les zones la, lb et le de la tige tubulaire 1 et comportant un matériau de renfor- cement en fibres de polyester, et deux couches intérieures 5, 6 compor- tant un matériau de renforcement en fibres de verre orientées substan- -4- tiellement dans le sens longitudinal de l'axe du tube. Dans la couche in- térieure 5, on peut utiliser comme matériau de renforcement, par exemple, des rovings, et dans la couche intérieure 6, des tissus présentant une orientation longitudinale. Les deux zones inférieures la et lb de la tige tubulaire peuvent en outre comporter une couche intermédiaire 7 disposée entre les deux couches intérieures 5,6, cette couche intermédiaire étant constituée de fibres de verre (tissu) orientées substantiellement dans le sens perpendiculaire à l'axe du tube. La zone la plus basse la est égale- ment pourvue d'une autre couche (non représentée sur la figure 3), for- mée, par exemple, d'un tissu de fibres de verre orienté dans les sens longitudinal et transversal. Ces différentes couches peuvent être chacune constituées de plusieurs nappes du matériau fibreux considéré. Le maté- riau de renforcement est de préférence lié au moyen d'une résine époxy. Par suite du nombre élevé de couches qu'elle comporte, la tige tubulaire présente dans ses zones inférieures la, lb une rigididé supérieure et un poids plus grand par unité de longueur, ce qui favorise l'effet propre de l'invention. La zone la plus basse la a une longueur de, par exemple, 200 mm, la zone médiane lb une longueur de, par exemple, 1100 mm et la zone supérieure lc une longueur de 500 mm. Le diamètre de la tige 1 a un diamètre de, par exemple, 28 à 30 mm, tandis que la paroi a une épaisseur, par exemple, de l'ordre de 1 mm, et est augmentée de 0,2 mm environ dans la zone médiane lb. Dans la zone la plus basse la, l'épaisseur de la paroi de la tige 1 est encore plus élevée, par exemple 2,5 mm, par suite des couches addi- tionnelles de matériau de renforcement qu'elle comporte. La figure 4 représente une coupe d'une variante de la tige tubulaire 1, qui comprend, en addition aux couches 4 à 7 décrites sur les figures 2 et 3, une couche additionnelle en rovings de fibres de carbone 8 s'étendant sur toute la longueur de la tige tubulaire 1. Au lieu d'un matériau de renforcement dont les fibres sont orientées dif- féremment, ou sont d'une composition différente selon les couches consi- dérées, on peut également utiliser un matériau de renforcement homogène, par exemple, un tissu, qui a la même oritentation selon les sens longitu- dinal et transversal. La paroi 9 de la tige tubulaire ne présente alors pas la succession de couches que montre la figure 5, mais est constituée, dans ses différentes zones la, lb et lc, d'un nombre plus ou moins grand de couches constituées du même matériau de renforcement lié par une rési- ne synthétique, par exemple, un tissu en fibres de polyester. La zone la plus basse la est ainsi constituée, par exemple, de 8 couches, la zone médiane lb de 7 couches et la zone la plus haute lc de 6 couches, toutes en tissu de polyester. La paroi a des épaisseurs de, par exemple, 2,1 mm dans la zone la, 1,9 mm dans la zone lb et 1,7 mm dans la zone lc. Le diamètre extérieur de la tige tubulaire 1 est de, par exemple, 30 mm. La longueur de la zone la plus basse la est de, par exemple, 800 mm, celle de la zone médiane lb de 500 mm et celle de la zone la plus haute de 500 mm également. Les couches de tissu en polyester de la zone la plus haute lc s'étendent de façon continue également des zones lb et lc, et la (ou les) couche(s) additionnelle(s) de la zone médiane lb couvre(nt) égale- ment la zone la plus basse la qui comporte alors en outre une (ou plu- sieurs) autre(s) couche(s) additionnelle(s) de tissu de polyester. La rigidité de flexion d'une tige tubulaire selon la présente invention atteint un multiple de celle d'un piquet de porte classique comportant une tige en thermoplastique de 4 mm d'épaisseur de paroi. La flèche d'une tige tubulaire en matière thermoplastique est de 9,4 mm, celle d'une tige tubulaire en matière plastique renforcée selon la figure 2 n'étant que de 2,9 mm seulement (éprouvette de 100 mm, serrage d'une seule extrémité, charge de 500 N). Un essai comparatif de résistance au voilement, effec- tué sur une éprouvette de 250 mm de longueur placée sur deux points d'ap- pui, a donné les résultats suivants: - tige en thermoplastique (épaisseur de paroi: 4 mm): début du voilement à 500 N - tige en matière plastique renforcée (selon la figure 3): début du voilement à 620 N - tige en matière plastique renforcée (selon la figure 4): début du voilement à 1000 N Indépendamment de ce qui précède, on a également constaté une résistance à la rupture très élevée sur les éprouvettes selon la présente invention (respectivement 1000 N et 1200 N contre 740 N). -6- Dans la zone de la pointe de la tige tubulaire, par exemple, sur une lon- gueur de 250 à 300 mm, il peut être avantageux de rendre élastique la ré- sine synthétique, au moyens d'adjuvants, afin de conférer à cette zone de pointe des propriétés sensiblement d'élasticité caoutchoutique. On évite ainsi que la pointe du piquet ne forme des éclats, lorsqu'elle heurte le ski ou la chaussure du skieur ou, lorsqu'elle est basculée (figure 7), le sol de la piste qui est dur dans la plupart des cas, Les tiges tubulaires selon les modes de réalisation des figures 1 à 5 comportent trois zones ayant chacune une épaisseur de paroi différente. Bien entendu, les étagements des épaisseurs de paroi peuvent n'être qu'au nombre de deux ou de plus de trois, ou bien encore la paroi peut présen- ter une diminution continue de son épaisseur depuis le bas jusqu'en haut. En outre, le piquet peut être réalisé selon une forme légèrement conique vers l'extérieur, avec un rétrécissement vers le haut. La zone de l'organe de basculement 3 (zone de basculement) peut être pro- tégée au moyen d'un moyen de protection externe additionnel disposé sur le piquet, sous la forme d'une manchette 11 (non représentée), de préfé- rence en une matière plastique flexible (figure 1). Cette manchette peut s'étendre également un peu vers le haut dans la tige tubulaire 1, par exemple, en couvrant la longueur de la zone la plus basse la de la tige 1. Les figures 6 et 7 représentent l'une et l'autre un piquet pour parcours de slalom pourvu d'un élément d'ancrage 2 fixé dans le sol ou dans la neige. La surface de la neige est désignée par la référence 10. L'organe de basculement 3 se trouve au-dessus de la surface de la neige 10, le "point de basculement" se trouvant donc sensiblement à la hauteur de la surface de la neige 10. La figure 6 représente l'effet de coupe de fouet caractéristique des piquets à basculement. Un impact F imparti par le skieur provoque une contre-flexion R de la tige tubulaire 1. Grâce à la présente invention, cette contre-flexion R peut être maintenue à un ni- veau minimal. La position de basculement maximal du piquet est représen- tée sur la figure 7. La tige tubulaire 1 vient frapper de sa pointe la surface de la neige (gelée dans la plupart des cas). -7- REVENDICATIONS 1. Piquet à basculement pour parcours de slalom, constitué d'une tige tu- bulaire, d'un élément d'ancrage destiné à être fixé dans le sol, et d'un organe de basculement disposé entre l'élément d'ancrage et la tige tubu- laire, caractérisé en ce que la tige tubulaire (1) est constituée d'une matière plastique renforcée de fibres. 2. Piquet à basculement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épaisseur de la paroi de la tige tubulaire (1) constituée d'une matière plastique renforcée de fibres, diminue de préférence de façon étagée de- puis le bas jusqu'en haut. 3. Piquet à basculement selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la tige tubulaire 1 comporte trois zones (la,lb, 1c) ayant des épais- seurs de paroi différentes qui diminuent de façon étagée depuis le bas jusqu'en haut. 4. Piquet à basculement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le matériau de renforcement est constitué, au moins dans la couche extérieure (4,9) de la tige tubulaire (1), par une struc- ture fibreuse, par exemple, en fibres de polyester, liée par une résine synthétique. 5. Piquet à basculement selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le matériau de renforcement est disposé en plu- sieurs couches (4 à 9). 6. Piquet à basculement selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est pourvu de couches (4 à 8) faites de matériaux de renforcement différents. 7. Piquet à basculement selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est pourvu de couches (4 à 8) faites d'un maté- riau de renforcement dont les fils ou fibres ont des orientations diffé- rentes. 8. Piquet à basculement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'au moins certaines des couches s'étendant sur la longueur de la tige tubulaire (1) sont constituées d'un matériau de ren- forcement (5,6) dont le matériau fibreux est orienté substantiellement selon l'axe du tube. 9. Piquet à basculement selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, -8- caractérisé en ce qu'au moins les couches disposées dans les zones infé- rieures de la tige tubulaire (1) sont constituées au moins partiellement d'un matériau fibreux orienté perpendiculairement à l'axe du tube. 10. Piquet à basculement selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le matériau de renforcement est pourvu de segments de roving (8) additionnels répartis de façon non continue, de préférence constitués de fibres de carbone. 11. Piquet à basculement selon l'une quelconque des revendications 1 à , caractérisé en ce que la tige tubulaire (1) est garnie d'un matériau en mousse.