Brevet FR2781384A1 — publié le 20000128

I SKI PRESENTANT SUR CHACUN DE SES CHANTS DES ELEMENTS DE RENFORCEMENT Domaine Technique L'invention concerne le domaine des sports de glisse, et plus précisément celui de la fabrication des skis pour la pratique du ski alpin. Elle vise plus précisément une structure particulière de tels skis. Cette structure particulière concerne la disposition et la nature des éléments de renforcement présents sur les chants des skis.10 Techniques antérieures Comme on le sait, les skis de piste sont réalisés selon trois familles de structures différentes en ce qui concerne les zones latérales. Ainsi, traditionnellement et comme illustré à la figure 3, les skis présentent des chants verticaux matérialisés par des éléments de renforcement (20) présents sur la majorité de la longueur du ski, ainsi que sur la quasi totalité de la hauteur du ski. Ces éléments de renforcement rigides (20) permettent de transmettre efficacement les appuis exercés depuis la face supérieure (21) du ski en direction20 des carres (22). Une telle structure est particulièrement appréciée pour une conduite plutôt agressive et performante, et donc par exemple en compétition. Il existe une autre structure de ski dite "structure à coque" dans laquelle les faces latérales du ski présentent une surface inclinée par rapport à la perpendiculaire au plan de la semelle, cette surface inclinée étant constituée par le prolongement latéral de la couche supérieure formant le ski. La coque est donc constituée par cette enveloppe entourant le noyau ou la partie centrale du ski, sur ses trois faces à savoir le dessus et chacun de ses côtés. Cette coque est généralement doublée par une couche de renfort. Elle prend appui, de chaque côté du ski, sur les carres métalliques. Une telle structure procure des appuis moins énergiques sur les carres. Elle est particulièrement adaptée pour des skieurs recherchant des skis confortables. On connaît une troisième structure formant une combinaison des deux structures précédentes qui, est notamment décrite dans le brevet du Demandeur FR 2 683 734, et illustrée à la figure 4. Ce document décrit un ski qui présente sur ses faces latérales une superposition des deux structures précitées, à savoir, en partie basse, un élément de renforcement rigide (25) assurant la transmission des efforts sur la carre (26), et en partie haute, une structure à pans inclinés (27) formant coque. Il est connu, notamment dans le document précité FR 2 683 734 de réaliser des éléments de renforcement en plusieurs segments disposés dans le sens longitudinal, éventuellement réalisés en matériau de dureté différente. La structure segmentée présentée dans le document précité, est réalisée en trois parties, à savoir une partie centrale couvrant le patin du ski tandis que les parties adjacentes se prolongent respectivement jusqu'à la spatule et jusqu'au talon. Ce découpage dans lequel la partie centrale est plus rigide que les segments avant et arrière, bien que permettant des prises de carres énergiques, donne un comportement de ski flottant car les extrémités souples ne restent pas inscrites dans20 le virage. Ce ski est donc plutôt instable notamment à grande vitesse. Par ailleurs, on connaît également des skis, tels que ceux décrits dans le brevet FR 2 686 265 dans lesquels l'élément de renforcement n'est pas continu mais constitué par l'assemblage de deux segments de nature différente. Dans ce cas, les25 deux segments présentent une zone de chevauchement aussi longue que possible, et s'étendant au moins sur la longueur de la partie centrale du ski ou zone de patin. Une telle structure présente l'inconvénient principal d'être extrêmement difficile à réaliser et à assembler car elle nécessite un découpage précis et un assemblage minutieux des deux segments de l'élément de renforcement dans leur zone de chevauchement. En outre, la transmission des appuis au niveau de la zone de chevauchement est perturbée par la présence de deux matériaux aux propriétés mécaniques différentes. En effet, les deux segments étant superposés et de dureté différente, la transmission des appuis dans cette zone est principalement fonction du matériau le plus tendre, donc cette transmission n'est pas très efficace. Un des problèmes que se propose donc de résoudre l'invention est celui de conférer au ski, grâce à des éléments de renforcement appropriés, un comportement optimal en termes de souplesse du ski, ainsi que d'accrochage lors des déclenchements et conduites de virages. L'invention visant notamment à optimiser le comportement d'un ski lors de la réalisation d'un virage, il convient préalablement de préciser les différentes phases d'un virage et la position des efforts transmis par le skieur au ski au cours de ce virage. Très schématiquement, on peut décomposer un virage en trois phases essentielles, successivement le déclenchement, la conduite et la sortie du virage.15 Lors de la phase de déclenchement du virage, le skieur porte son poids du corps vers l'intérieur du virage et vers l'avant. Le ski doit alors se cintrer pour inscrire sa carre interne dans une courbe. Pour diminuer le rayon de courbure de cette trajectoire, l'impulsion du skieur, c'est-à-dire la force qu'il exerce sur le ski20 doit être plus importante que pour effectuer un virage à grand rayon. On a observé que l'impulsion exercée peut atteindre une force correspondant à cinq à huit fois le poids du skieur, cette force étant appliquée à l'avant du pied du skieur, pratiquement au niveau de la butée avant de la fixation correspondant à l'extrémité avant de la chaussure.25 Lors de la phase de conduite du virage, la position du skieur recule de manière à ce que le poids de son corps s'applique pratiquement au niveau du milieu de la chaussure. Dans cette phase, du fait de la force d'inertie, le ski maintient son rayon de courbure.30 Enfin, en sortie de virage, le skieur déplace son poids du corps vers l'arrière, donc la zone d'appui du skieur sur le ski se déplace en direction des talons des chaussures. On peut donc considérer qu'au cours d'un virage, c'est le chant du ski situé au- dessus de la carre interne au niveau de la butée avant de la fixation qui est le plus sérieusement sollicité par l'action du skieur, alors que la zone amèrrire reçoit une sollicitation moindre et que la zone située plus à l'avant n'est que faiblement 5 sollicitée. Cette aptitude à transmettre les efforts avec une déperdition minimale est exprimée par le module d'Young du matériau (également appelé module d'élasticité). Le module d'Young est le rapport de la contrainte à la déformation10 unitaire sous chargement statique d'un matériau soumis à un effort de traction ou de compression. Il s'exprime, en unité SI, en Mega Pascal (MPa). Exposé de l'invention L'invention concerne un ski destiné à recevoir une fixation de sécurité constituée d'une butée et d'une talonnière, présentant sur la plus grande partie de sa longueur et sur au moins un de ses chants, un élément de renforcement présent sur au moins partie de la hauteur du chant, ledit élément de renforcement étant constitué d'au moins deux segments juxtaposés réalisés en des matériaux de modules d'Young différents20 Le ski conforme à l'invention se caractérise en ce que le segment arrière de l'élément de renforcement, c'est-à-dire le segment incluant la zone talon du ski, présente une zone de contact avec le segment d'élément de renforcement adjacent localisée sensiblement au niveau de la butée de la fixation.25 Ainsi, on a déterminé qu'il importait que le segment d'élément de renforcement situé le plus à l'arrière se prolonge jusqu'au niveau de l'avant de la chaussure de l'utilisateur. En effet, de façon surprenante on a constaté que les réactions du ski dans cette zone étaient prépondérantes au niveau du30 comportement. De plus, une rupture dans la continuité de l'élément de renforcement peut être avantageusement mise à profit si cette rupture se situe à l'avant de la chaussure. Dans ce cas, la conduite de virages est nettement améliorée car le ski est soit plus agressif, soit plus confortable car les qualités d'accrochage en milieu et fin de virages restent identiques, et ne provoquent pas de modifications35 du comportement du ski auxquelles le skieur doit pallier. Ainsi, en pratique, la longueur (L) du segment arrière, est sensiblement comprise entre 50 et 70 % de la longueur portante du ski, à partir de la ligne de contact arrière. La longueur portante étant la zone de contact du ski avec la neige, située entre la ligne de contact avant et la ligne de contact arrière.5 En pratique le module d'Young du segment arrière est différent, c'est-àdire supérieur ou inférieur, à celui du segment adjacent situé plus avant. Avantageusement en pratique, l'élément de renforcement peut comporter en plus du segment arrière, un voire plusieurs segments situés à l'avant. Ainsi, dans le cas o l'élément de renforcement est constitué par deux éléments, le segment avant peut être réalisé en un matériau présentant un module d'Young supérieur à celui du segment arrière. Un tel ski, du fait des segments avants rigides ayant une bonne résistance en torsion, va conserver une spatule s'inscrivant bien dans le virage sans décrochage dû à un vrillage excessif. D'autre part, la partie arrière comportant un segment plus amorti donnera une sensation de confort malgré une aptitude au dérapage. Un tel ski sera donc sécurisant, dérapant et confortable, et présentera donc des qualités recherchées pour un ski de milieu de gamme, destiné à une pratique loisir de ce sport. Dans le cas o l'élément de renforcement avant est constitué lui-même de plusieurs parties, et avantageusement de trois segments, la longueur du segment situé juste devant le segment arrière est avantageusement comprise entre 50 et 350 millimètres, et plus généralement représente entre 3 et 25 % de la longueur portante du ski.30 Le module d'Young de cet élément intermédiaire, situé à l'avant du segment arrière, peut être soit supérieur soit inférieur à celui des deux segments qui l'encadrent. Avantageusement en pratique, les segments ayant les modules d'Young les plus élevés peuvent être réalisés en un stratifié phénolique (de module d'Young voisin de 18000 MPa (Mega Pascal)), tandis que les segments de plus faibles modules d'Young peuvent être réalisés en acrylo-nitrilbutadiène-styrène dont le 5module d'Young est voisin de 2000 MPa (Mega Pascal), ou en polyuréthanne (de module d'Young voisin de 800 MPa) voire en caoutchouc. En pratique les éléments de renforcements peuvent présenter des segments différents d'un côté à l'autre du même élément, pour obtenir des comportements différenciés entre la carre externe et la carre interne. Ces différents segments peuvent être constitués par des matériaux différents d'une carre à l'autre. Ils peuvent également présenter des zones de contacts entre eux localisées de façon décalée par rapport à l'axe longitudinal du ski. 15 Description sommaires des dessins La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront de la description des modes de réalisation qui suivent, à l'appui des figures annexées dans lesquelles:20 La figure 1 est une vue de côté d'un ski présentant un élément de renforcement constitué de deux segments. La figure 2 est une vue de côté d'un ski dont l'élément de renforcement est constitué par trois segments. Les figures 3 et 4 sont des vues en coupe respectivement d'un ski traditionnel et d'un ski à coque et chants. Manières de réaliser l'invention Première manière de réaliser l'invention La figure 1 illustre une vue latérale d'un ski dont le chant présente un élément de renforcement constitué de deux segments (1, 2). Cet élément de renforcement est constitué par un segment arrière (1) réalisé en un matériau moins dur que le segment avant (2), et typiquement en acrylo-nitril- butadiène-styrène, tandis que le segment avant (2) est réalisé en un stratifié phénolique. Le stratifié phénolique est un matériau constitué par la superposition multiple de feuilles de papier phénolique, dont chacune des feuilles, d'une épaisseur sensiblement voisine d'un dixième de millimètres, est imprégnée d'une résine phénolique. L'ensemble est pressé et chauffé jusqu'au durcissement de la résine. 5 Un tel ski, dont l'élément de renforcement a un plus faible module d'Young à l'arrière que celui situé à l'avant, est très confortable à skier car il a une partie avant qui s'inscrit correctement dans la courbe, sans dérapage alors que, en sortie de virage il peut déraper aisément, ce qui le rend facile, doux et feutré à utiliser10 notamment pour un débutant, ou pour un skieur de niveau moyen. En pratique, pour un ski de taille 2 mètres (soit de longueur portante 1750 mm), la limite avant (5) du segment arrière (1) se trouve sensiblement à millimètres de la ligne de contact arrière (3), c'est-àdire au niveau de la butée avant de la fixation, et l'élément de renforcement avant (2) présente une longueur de 750 millimètres. Deuxième manière de réaliser l'invention Le ski illustré à la figure 2 présente un élément de renforcement en trois segments, dont le segment arrière (11) se prolonge jusqu'à l'avant de la chaussure fixée par la butée (18) de la fixation, sur une longueur (L), sensiblement égale à 1 000 millimètres, et comprise de façon plus générale entre 960 et 1 020 millimètres pour un ski de taille 2 mètres (soit de longueur portante (Lp) 1750 mm). Dans ce cas, le rapport L/Lp est compris entre 55 % et 58 %.25 Dans cette forme de réalisation présentant un comportement avantageux, le segment intermédiaire (16) présente une longueur voisine de 250 millimètres, et plus généralement comprise entre 50 et 350 millimètres. Dans une première distribution de matériaux, le segment arrière (11) est réalisé en stratifié phénolique, et donc plus rigide que le matériau constituant le segment intermédiaire (16) lui-même en acrylo-nitrilbutadiène-styrène. Le segment avant (12), se prolongeant jusqu'à la spatule est lui-même réalisé en stratifié phénolique.35 Ainsi, dans cette forme de réalisation, le cintrage du ski est facilité par le segment intermédiaire (16) souple. La transmission des appuis au niveau de ce segment souple est relativement amortie alors que, du fait des extrémités relativement raides, on obtient un ski qui présente une bonne inscription dans la 5 courbe au niveau de sa partie avant ainsi que de sa partie arrière, car l'aptitude à la torsion transversale ou au vrillage du ski est relativement faible. Il s'agit donc d'un ski précis et performant, plus particulièrement destiné à la pratique de la compétition, en slaloms spécial et géant. Troisième manière de réaliser l'invention Le ski de la figure 2 peut également être constitué selon une autre répartition de matériaux dans lequel le segment arrière (1 1) est réalisé en acrylo-nitril- butadiène-styrène, tout comme le segment extrême avant (12), tandis que le15 segment intermédiaire (16) est réalisé lui en stratifié phénolique. Du fait de la faible raideur des extrémités, la mise en courbe ne nécessite pas un effort important mais, à grande vitesse, on observe des décrochages de l'avant et de l'arrière. Ces dérapages rendent le ski peu précis, en revanche, un tel ski ne20 nécessite pas une dépense musculaire importante pour conserver sa trajectoire. La sensation de facilité est maximale. Il s'agit donc d'un ski plus particulièrement destiné aux débutants, ou alors aux personnes de faible poids. Il ressort de ce qui précède que la structure de l'élément de renforcement des chants de ski conforme à l'invention permet tout particulièrement de réaliser une gamme de skis aux comportements variés et cohérents, soit spécifiquement dédiée à la compétition en imposant au skieur une forte capacité d'accrochage, soit polyvalente en assouplissant les portions actives du ski. REVENDICATIONS 1/ Ski destiné à recevoir une fixation de sécurité constituée d'une butée (8) et d'une talonnière (7), présentant sur au moins un de ses chants un élément de renforcement présent sur au moins partie de la hauteur du chant, ledit élément de renforcement étant constitué par au moins deux segments juxtaposés (1, 2, 11, 12, 16) réalisés en des matériaux de modules d'Young différents, caractérisé en ce que le segment arrière (1, 1 1) de l'élément de renforcement, c'est- à-dire l'élément situé le plus à l'arrière du ski, présente une zone de contact (5, 15) avec le segment (2, 12, 16) d'élément de renforcement adjacent localisée sensiblement au niveau de la butée (8) de la fixation. 2/ Ski selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur (L) du segment arrière (1, 11) est comprise entre 50 à 70 % de la longueur portante Lp du ski. 3/ Ski selon la revendication 1, caractérisé en ce que le segment arrière (1, 11) présente un module d'Young, supérieur à celui du segment adjacent (2, 16) situé plus avant. 4/ Ski selon la revendication 1, caractérisé en ce que le segment arrière (1, 11) présente un module d'Young inférieur à celui du segment adjacent (2, 16) situé plus avant. / Ski selon la revendication 2, caractérisé en ce que la partie de l'élément de renforcement situé plus avant que le segment arrière (11) est constituée de deux segments (16, 12) de modules d'Young différents, le segment adjacent (16) au segment arrière (11) étant de module d'Young différent à celui dudit segment arrière ( 1). 6/ Ski selon la revendication 5, caractérisé en ce que la longueur du segment adjacent (16) au segment arrière (11) est comprise entre 50 et 350 millimètres. 7/ Ski selon la revendication 5, caractérisé en ce que la longueur du segment adjacent (16) au segment arrière ( 11) est comprise entre 3 et 25 % de la longueur portante Lp du ski. 8/ Ski selon les revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le segment (16) adjacent au segment arrière (11) présente un module d'Young supérieur à celui des deux autres segments. 9/ Ski selon les revendications 5 à 7, caractérisé en ce que le segment adjacent (16) au segment armière (11) présente un module d'Young inférieur à celui des deux autres segments. / Ski selon la revendication 1, caractérisé en ce que le segment de l'élément de renforcement qui présente le module d'Young le plus grand est réalisé en un stratifié phénolique. 11/ Ski selon la revendication 1, caractérisé en ce que le segment de l'élément de renforcement qui présente le module d'Young le moins grand est réalisé en acrylo- nitril-butadiène-styrène. 12/ Ski selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des éléments de renforcement présentant des segments différents d'un côté à l'autre d'un même ski.