Brevet FR2630920A1 — publié le 19891110

RAQUETTE POUR LE TENNIS La présente invention concerne une raquette pour le tennis constituée par un cadre délimitant une surface cordée, un manche réuni au cadre par une partie comportant un vide entre les extrémités du cadre se réunissant ensuite pour former le manche, une entretoise fermant le cadre dont l'extrémité opposée au manche est généralement appelée tête, la surface cordée étant formée de cordes généralement appelées montants, parallèles à 1'axe de symétrie X du cadre se trouvant dans le prolongement du manche, et de cordes généralement appelées travers, parallèles à un axe Y perpendiculaire à l'axe X et passant au voisinage du milieu de l'axe X. En 1965, les dimensions de la surface cordée de la plupart des raquettes de tennis, étaient demeurées inchangées pendant de longues années, et elles dépassaient rarement 451 cm2. Mais, à partir de 1970, l'emploi de métal et surtout de matières plastiques renforcées par des fibres de verre, puis de carbone, de bore ou de céramique, permit de fabriquer des cadres dits "à grand tamis ou grand panier", dont la surface cordée peut atteindre 680 cm2 c'est-à-dire plus de 50% d'augmentation par rapport à la surface classique habituelle de 451 cm2, et dont la forme plus ou moins ovale a une longueur dépassant parfois 34 cm et une largeur pouvant excéder 26 cm. De telles raquettes sont décrites dans le brevet US-A-3 999 756. Avec de telles surfaces cordées, les longueurs des montants et des travers sont naturellement augmentées. Il en résulte une meilleure élasticité de l'ensemble du cordage et un élargissement de la zone où cette élasticité donne une -importante restitution d'énergie. Même avec une raquette "à grand panier" pesant moins de 340 g et un point d'équilibre situé à 31 cm de l'extrémité de manche, il est possible de donner presque autant de vitesse à la balle qu'avec une raquette ayant une surface cordée de 451 cm2, un-poids de 275 g et un point d'équilibre à 33 cm de l'extrémité du manche. Beaucoup de débutants, de Joueurs agés et de Joueurs ne pratiquant le tennis qu'occasionnellement, apprécient beaucoup de telles raquettes exigeant peu d'efforts pour un résultat satisfaisant. Mais d'autres Joueurs, surtout les meilleurs, considèrent que de très grandes dimensions du cadre augmentent la résistance aérodynamique de la raquette, et rendent son maniement difficile, empêchant les mouvements rapides par exemple nécessaires pour retourner le service. D'autre part, la vitesse de Jeu, lorsqu'elle provient surtout de la grande élasticité du cordage d'une raquette "à grand panier", ne permet pas une précision et un contrôle suffisants. Il est enfin probable que la précision est affectée par les déformations et vibrations provoquées par une frappe énergique. Avec un cadre de forme approximativement ovale, même s'il est fabriqué avec les meilleurs matériaux, ces déformations et vibrations dépendent plus ou moins de ses dimensions. Quoi qu'il en soit, si presque tous les joueurs apprécient les avantages des raquettes dont la surface dépasse 451 cm2, ce sont surtout des raquettes dont la surface cordée est inférieure à 590 cm2 qui sont maintenant fabriquées. Les meilleurs Joueurs emploient même souvent des raquettes dont la surface est voisine de 540 cm2 seulement. Avec de telles raquettes, quand l'adresse du Joueur lui permet de frapper la balle par un point très proche de celui où se croisent, avec des.surfaces cordées approximativement ovales, les plus longs montants et les plus longs travers, il est possible d'obtenir à la fois un bon rendement, une bonne restitution d'énergie et une bonne précision de Jeu. Mais, tous les Joueurs ne sont pas assez adroits pour obtenir ce résultat. Considérons par exemple ce qui se passe pour les coups les plus importants du tennis moderne : Le service et le retour de service. Des études sur l'usure des cordes et des expériences conduites avec des équipements stroboscopiques et électroniques ont mis en évidence que : si les joueurs arrivent assez facilement à frapper généralement la balle par des points proches de l'axe de symétrie X du cadre, lorsqu'il s'agit en particulier de retourner les services les plus rapides de joueurs de plus en plus 'grands, même les meilleurs joueurs manquent de temps pour modifier leur geste et surtout, ce, qui est préférable, pour se déplacer assez vite de façon à éviter de frapper la balle par des points éloignés du milieu de l'axe X. Or, pour ces retours de service, les Joueurs n'ont guère le temps d'exécuter un grand mouvement et doivent surtout compter sur un rendement suffisant et surtout régulier du cordage pour obtenir assez de vitesse et de précision dans la trajectoire de balles devant passer au ras du filet pour gêner les serveurs se précipitant en avant. D'autre part, volontairement ou instinctivement, certains joueurs lorsqu'ils servent, frappent aussi la balle par un point plus proche de la tête de la raquette que de l'entretoise. Malheureusement, avec les formes ovales habituelles de la surface cordée, le rendement est modifié dès que l'impact est éloigné du milieu de l'axe X parce que la longueur des travers diminue rapidement tandis que d'un côté du point d'impact, la partie des montants entre ce point d'impact et le cadre diminue aussi. Avec des raquettes de forme plus ou moins carrée, on peut aussi augmenter l'élasticité générale de la surface cordée, mais avec des inconvénients importants concernant l'égalité de tension des cordes après cordage et comme avec les très grandes surfaces cordées, avec moins de précision dans le jeu, une augmentation des vibrations et des déformations de cadre et des contraintes créant des possibilités de rupture en certains points. Il faut aussi noter que si, au centre du cordage, l'élasticité utile des travers Joue à partir de l'extérieur du cadre parce que les axes des trous sont pratiquement dans le prolongement des travers, au contraire, avec les cadres de forme approximativement ovale, les axes des trous par lesquels passent les travers plus proches de la tête de la raquette ou de l'entretoise, sont inclinés par rapport à la direction des travers, ce qui fait que l'élasticité utile desdits travers ne joue que sur des longueurs réduites entre les orifices des trous du côte intérieur du cadre. OBJET DE L'INVENTION L'objet de la présente invention est une raquette dont la superficie de la surface cordée est de préférence comprise entre 540 et 590 cm2, dont le centre de percussion P (le point où la frappe détermine le moins de choc pour la main du Joueur, une simple rotation de toute la raquette dans la main sans effet de translation et avec le minimum de vibration), se trouve proche du milieu M de l'axe Y, avec laquelle peuvent être obtenus un excellent rendement et une grande précision de Jeu lorsque la balle est frappée près de ces points P et M et avec laquelle ce rendement et cette précision demeurent presque uniformes sur une beaucoup plus grande longueur qu'avec une surface cordée approximativement ovale, le. long et autour de l'axe de symétrie X, tandis que les résultats obtenus, lorsque la balle est frappée par des points relativement voisins de la tête de la raquette ou de l'entretoise, sont comparables à ceux obtenus avec des superficies totales de surface cordée beaucoup plus grandes. Description générale La surface cordée de la raquette conforme à l'invention, comprend cinq zones séparées par des lignes parallèles à l'axe Y, dont une zone centrale A, dans laquelle se trouvent au moins trois travers, et aussi, à la fois le centre de percussion et le point de rencontre des axes X et Y et, de part et d'autre de la zone centrale, deux zones B et C comprenant aussi au moins chacune trois travers dont la longueur moyenne, et par suite l'élasticité, sont supérieures celle des travers de la zone centrale, et s'étendant jusqu'à la tête de la raquette ou de l'entretoise, deux autres zones D et E, dont les- surfaces sont supérieures- à celles des raquettes dont la surface cordée est approximativement ovale. Les principales caractéristiques d'un exemple non limitatif de l'invention apparaissent au cours d'une comparaison entre une surface cordée conforme à l'invention et les surfaces cordées de deux raquettes largement utilisées aujourd'hui. - la figure 1 représente la surface cordée d'une raquette dont la surface cordée de 604 cm2 dépasse de 34% la surface classique ancienne de 451 cm2, ce qui la range dans la catégorie à "super moyen panier" - la figure 2 représente la surface cordée de la deuxième de ces raquettes dont la surface cordée de 533 cm2 dépasse de moins de -20% celle de 451 cm2, ce qui la range dans la catégorie "à petit moyen panier" - la figure'3 représente la surface cordée d'une raquette conforme à l'invention - la figure 4 représente' à plus grande échelle la surface cordée de la figure 3, les montants n'étant pas représentés dans un souci de simplicité. Sur la figure 1, les montants les plus longs ont une longueur de 32 cm et les travers les plus longs, une longueur de 24 cm. Sur la figure 2, les montants les plus longs ont une longueur de 30,5 cm et les travers les plus longs ont une longueur de 22,2 cm. Sur les figures 3 et 4, les montants les plus longs ont la même longueur que ceux sur la figure 2. Sur la figure 4, le tracé en pointillé représente la surface cordée de la figure 2. Le point M représente le point de croisement des axes X et Y, et le point P représente le centre de percussion de la raquette dont la surface cordée est conforme à l'invention. Deux lignes en pointillé des deux côtés des points M et P, entre lesquels la frappe de la balle donne le meilleur résultat possible, délimitent une surface centrale A dans laquelle se trouvent trois travers. Deux autres lignes délimitent deux zones B et C, dans lesquelles se trouvent quatre travers des deux côtés de la zone A, et délimitent aussi deux autres' zones D et E, s'étendant respectivement jusqu'à la tête de la raquette et Jusqu'à l'entretoise. On voit sur la figure 4 que les trois travers se trouvant dans la zone A ont approximativement la même longueur que les travers centraux de la surface de la figure 2 représentée par le tracé en pointillé sur la figure 4. Suivant l'invention, trois au moins des travers dans les zones B et C ont des longueurs légèrement supérieurest respectivement de 5 à 10 mm à celles des travers de la zone A, et nettement supérieures aux longueurs limitées par le tracé en pointillé figurant la zone cordée de la figure 2. On voit aussi sur la figure 4 que les longueurs des travers des zones B et C conduisent automatiquement à l'augmentation des longueurs des premiers travers des zones D et E qui sont alors nettement supérieures à ce qu'elles seraient si elles étaient limitées par le pointillé en tant que parties de la figure 2. Deux lignes sur la figure 1 limitent deux zones F et G dont les largeurs parallèlement à l'axe Y se trouvent. égales à celles des zones D et E. Sur la figure 4, on voit que les surfaces des zones D et E sont nettement plus importantes que si elles étaient limitées par le tracé en pointillé représentant la surface cordée de la figure 2. D'autre part, en mesurant les surfaces des zones D et E, et F et G, on constate que, bien que la surface totale cordée de la raquette conforme à l'invention soit inférieure à celle de la figure 1 (572 cm2 contre- 604 cm2), les surfaces des zones D et E (136 cm2 et 135 cm2) sont égales ou supérieures à celles des zones F et G (135 cm2 et 131 cm2). Avantages obtenus Dans ces conditions, il n'est pas étonnant que de longs essais en Jeu avec des raquettes conformes à l'invention aient-mis en évidence que les meilleurs joueurs obtiennent facilement une grande précision de jeu, meme en ne frappant pas la balle exactement entre le centre de percussion et le centre géométrique tandis que pour tous les Joueurs, les résultats sont bien meilleurs, qu'avec des surfaces cordées approximativement ovales, lorsque la balle est frappée plus ou moins loin des points M et P dans les zones B et C. En ce qui concerne les services on peut obtenir de grandes vitesses en frappant la balle par exemple au milieu de la ligne séparant les zones B et D et au-delà plus près de la tête. Des expériences concernant la restitution d'énergie ont été faites. Les rendements sur différentes parties du cordage ont été mesurés, d'une part pour trois raquettes comportant une surface cordée conforme à l'invention, et d'autre part pour trois raquettes classiques différentes, comportant des surfaces cordées approximativement ovales de 563 cm2, 604 cm2 et 655 cm2. Le rendement a été mesuré par stroboscopie, en tête, au centre t en bas de chaque tamis. Deux démarches expérimentales ont été retenues. - raquette fixe, balle projetée par un lanceur mécanique. Le rendement est le rapport des vitesses d'arrivée de la balle sur le tamis et de retour après frappe du tamis. - en situation au service avec un joueur classé 2-6. Pour chacune des deux démarches l'analyse porte sur 72 essais par raquettes (24 en tête, 24 au centre, 24 au 1/4 inférieur). Les fonctions "V in /V out" et "V raquette / V balle" ont été ajustées à des droites valables pour les valeurs expérimentales. Ces fonctions sont asymptotiques pour des valeurs inférieures aux minima et supérieures aux maxima. Les vitesses de raquettes et de balles, relativement moyennes du testeur, sont dues à la recherche prioritaire de la précision de l'impact à l'un des trois points du tamis. Afin de comparer les différentes raquettes entre elles, les rendements sont exprimés en pourcentage du point de rendement maximum de chaque raquette. ECARTS MOYENS SUR RAQUETTE FIXE AVEC LANCEUR MECANIQUE Exemple Raquette A 100 % - 50 % = 50 % Total écart = 59 X ioo - 91 % = 9 % Ecart moyen = 29,5 % Résultats A = 29,5 % B = 24,5 % C = 22 % Ecart moyen "prototypes" (A,B,D)= 26,3 % D'= 25 % E = 30 % F = 32 % Ecart moyen "classiques"(E,F,G)= 30 % G = 28 % Gain brut : 30 - 26,3 = 3,7 % Pourcentage de gain : (3,7 I 30) x 100 = 12,3 % Tests statistiques sur-les moyennes significatifs. ECARTS MOYENS SUR RAQUETTE TENUE PAR UN JOUEUR A = 100 - 95 = 5 % Total écart = 13 % 100 - 92 = 8 % Moyenne = 6,5 % A = 6,5 % B = 4 % Ecart moyen "prototypes"(A,B,D) = 4,3 % C = 13,5 % D = 2,5 % E = 2,5 X F = 8,5 % Ecart moyen *'classiques"(E,F,G) = 5,5 % G = 5,5 Gain brut : 5,5 - 4,3 = 1,2 % Pourcentage de gain : (1,2 t 5,5) x 100 = 22 X. Sur raquette fixe Les prototypes ont un écart moyen de rendement de 26,3 %. Pour les raquettes classiques cet écart est de 30 %. Le gain brut de 3,7 % traduit donc un gain net de 12,3 %. Sur raquette tenue par un joueur La moyenne des écarts pour une vitesse moyenne de balle de 120 km/h est de 4,2 % pour les prototypes 5,5 % pour les classiques. Le gain brut de 1,2 % traduit un gain net de 22 %. Le test statistique de Student sur les moyennes étant significatif, ces gains ne peuvent donc être dus au hasard. L'hypothèse d'un gain en homogénéité de rendement ayant sous-tendu la conception de ces tamis innovants se trouve vérifiée par ces résultats. Autres avantages Avec une surface cordée approximativement ovale, de très grande dimension, on obtient certainement une grande élasticité et aussi un rendement relativement uniforme sur une étendue importante, mais avec les inconvénients signalés plus haut concernant le maniement de la raquette et sa résistance aérodynamique, la précision du Jeu, les déformations de cadre, et les vibrations. Avec les raquettes de dimensions raisonnables conformes à l'invention, on retourne mieux les services, on peut frapper ceux-ci avec plus de force et en général, on obtient les avantages de surfaces cordées approximativement ovales beaucoup plus importantes et en ce qui concerne la précision de jeu, les déformations de cadre et ses vibrations, les avantages correspondant à de petites surfaces cordées comme celle représentée par la figure 2. En effet, la forme de la surface cordée conforme à l'invention implique pour les deux côtés du cadre, au voisinage des deux extrémités de l'axe Y, des sinuosités qui ont un effet comparable à celui obtenu par les-creux et reliefs que l'on observe sur les tôles des côtés des voitures automobiles. Ces sinuosités rigidifient le cadre, diminuent les risques de ses déformations, et réduisent l'importance et la durée des vibrations entrainées par la frappe de la balle, comme un cadre plus petit. Les rayons de courbures des deux sinuosités sont par ailleurs assez grands pour que les trois travers de la zone A aient à peu près la même longueur, tandis que dans les zones B et C les.trous dans lesquels passent les trois travers les plus proches de la zone A peuvent etre percés pratiquement dans la prolongation des cordes, ce qui permet à l'élasticité de celles-ci de jouer à partir de l'extérieur du cadre contrairement à ce qui se passe avec un cadre approximativement ovale. Une uniformité d'élasticité pour la surface cordée est souvent recherchée par des différences d'écartement entre les cordes, mais avec des écarts trop importants, on diminue la précision en augmentant les vibrations du cordage. D'autre part, on voit sur la figure 4 que les largeurs du cadre impliquées par la forme de la surface cordée au niveau des extrémités des lignes en pointillé séparant les lignes B et D et C et E, entraient une augmentation très utile du moment d'inertie autour de l'axe X de la raquette par rapport à celui d'une raquette avec une surface cordée et un cadre de formes approximativement ovales. Il va de soi que de nombreuses variantes peuvent être introduites, notamment par substitution de moyens techniquement équivalents sans pour autant sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Raquette de tennis constituée par un cadre délimitant une surface cordée, un manche réuni au cadre par une partie comportant un vide entre les extrémités du cadre se réunissant ensuite pour former le manche, une entretoise fermant le cadre, la surface cordée étant constituée de montants parallèles à l'axe de symétrie X du cadre et de travers parallèles à un axe Y perpendiculaire à l'axe X et passant au voisinage .du milieu de l'axe X, caractérisée en ce que la surface cordée comporte cinq zones dont une zone centrale A dans laquelle se trouvent à la fois le point de rencontre des axes X et Y et le centre de percussion, et au moins trois travers et deux zones B et C, de part et d'autre de la zone centrale, dans lesquelles se trouvent au moins trois travers dont la longueur moyenne dépasse celle des travers de la zone A. 2. Raquette conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que la longueur moyenne de trois travers de chacune des zones B et C dépasse la longueur moyenne de tous les travers de la zone A de 4 à 12 mm. 3. Raquette conforme à la revendication 1, caractérlsée en ce que le cadre délimitant la surface cordée comporte, de part et d'autre des extrémités de l'axe Y, des sinuosités dont la partie centrale a une courbure dont le centre se trouve à l'extérieur du cadre et est donc inversée par rapport à la courbure générale du cadre. 4. Raquette conforme à la revendication 3, caractérisée en ce que les- rayons de courbure des sinuosités sont assez grands pour donner à peu près la même longueur aux travers de la zone A et donner aux trous par lesquels passent au moins trois des travers de la zones B et C, une direction se trouvant à peu près dans le prolongement des travers.