Brevet FR2786678A1 — publié le 20000609

z 2786678 Instrument de préhension. La présente invention concerne un instrument de préhension destiné plus particulièrement, mais non exclusivement, aux denrées alimentaires. Depuis l'antiquité, l'homme a constamment cherché à se doter d'instruments à main servant à saisir et manipuler des objets. Ces instruments ont été créés, soit pour éviter le contact direct entre l'objet et la main (par exemple pour déplacer des objets très chauds, toxiques ou dangereux), soit pour améliorer la préhension de l'objet saisi, soit encore, pour pallier les lacunes ou défaillances de la main, organe naturel de préhension de l'homme. Parmi les divers instruments ou ustensiles de préhension créés par l'homme, l'on peut citer à titre d'exemples: - les instruments de type "baguettes" que l'on peut considérer comme des appendices artificiels censés prolonger ou remplacer les doigts de la main, - les instruments de type "pince" qui saisissent l'objet à manipuler entre deux branches que l'on rapproche l'une de l'autre autour de l'objet, - les instruments de type "pique" qui agissent par pénétration de l'objet à l'aide de l'extrémité effilée d'une tige ou d'un organe allongé. La variété des objets à manipuler a généré la déclinaison de nombreuses variantes de ces types d'instruments, ces variantes étant généralement adaptées à l'usage particulier que l'on veut en faire. On connaît notamment, parmi des divers types de pinces servant à saisir les produits alimentaires: - la pince à ressort, généralement réalisée en matière non métallique (plastique ou bois), fonctionnant par rapprochement de deux branches reliées par une articulation élastique sur l'objet à saisir (cornichons, oignons, condiments, etc.), - les pinces articulées qui mettent en oeuvre deux, trois ou quatre branches mues sous l'action d'un bouton-poussoir que l'utilisateur manipule afin de rapprocher ou écarter lesdites branches de l'objet à manier. - les pinces spécialisées dont les becs de préhension sont conformés pour épouser au mieux la géométrie spécifique de l'objet saisi (pince à escargots ou à huîtres, par exemple). Pour d'autres applications, on connaît également les pinces de genre "brucelles", à pointes effilées, coudées ou non, qui sont très utilisées en horlogerie, en petite mécanique ou tout métier nécessitant une prise de pièce à la fois ferme, précise et délicate. Parmi les instruments de type "pique", on peut distinguer: - les piques simples, munies ou non d'aspérités servant à éviter que l'objet saisi ne s'échappe sous son propre poids par glissement le long de la pointe, - les piques complexes, dotées de plus d'une seule pointe, dont l'exemple le plus commun est sans doute la fourchette qui présente trois ou quatre dents destinées à saisir, par pénétration, l'objet à manipuler. L'origine de ces différents instruments est généralement très ancienne. Par exemple, les orientaux utilisent depuis de nombreux siècles des baguettes en bois ou en bambou qui servent à la fois à mélanger leurs aliments mais également à saisir les morceaux de viande ou de poisson, les légumes ou les boulettes de riz pour les porter en bouche lors du repas. Si tous ces instruments présentent une telle diversité, c'est qu'ils répondent chacun à une fonction bien particulière sans qu'un instrument universel ait été conçu pour offrir à l'utilisateur les avantages inhérents à chaque outil existant tout en en évitant les inconvénients spécifiques. L'utilisation des divers ustensiles de préhension de l'art antérieur révèle en effet de multiples défauts ou lacunes qui en limitent l'emploi à certains usages particuliers o quelques qualités l'emportent sur leurs nombreux inconvénients. L'inconvénient majeur des baguettes de bois ou de bambou telles que les utilisent les orientaux est qu'elles exigent un long apprentissage pour acquérir la dextérité nécessaire à leur manipulation correcte. L'utilisateur doit imposer en effet une grande coordination de ses doigts lors du rapprochement des baguettes, dont la liberté de mouvement n'est limitée par aucune articulation ou autre système de bridage. Diverses tentatives ont été mises en oeuvre pour améliorer le maniement des baguettes et notamment pour en asservir le mouvement à celui des doigts de la main. La demande de brevet FR 2 610 501 illustre l'une de ces tentatives. Ses auteurs proposent d'insérer chaque baguette dans un logement solidaire d'une pièce conformée en "U". Pour améliorer la prise en main, les auteurs dotent chaque branche de la pièce en "U" d'un anneau ou d'un logement pour les extrémités de doigts. L'élasticité de cette pièce en "U" est alors exploitée pour réaliser une articulation souple solidarisant les deux baguettes à la main de l'utilisateur. Cet accessoire se contente donc de transformer des baguettes classiques en pince élastique à deux branches. Une telle réalisation présente un certain nombre d'inconvénients qui en limitent l'intérêt et en restreignent l'usage. En effet, pour que cet accessoire remplisse correctement son office, il est nécessaire que les baguettes soient maintenues sans jeu mécanique dans leur logement de la pièce en "U", condition qui, en pratique, n'est jamais rencontrée, compte tenu des dispersions dans la taille, la conicité, le profil des baguettes présentes sur le marché. Le même phénomène se rencontre au niveau des bagues pour le pouce et l'index. Les disparités morphologiques des doigts des utilisateurs font que l'on ne peut assurer l'universalité de l'accessoire qu'en le déclinant en plusieurs tailles, adaptées à celles des mains des utilisateurs. Ces diverses contraintes rendent l'instrument à la fois incommode, coûteux, peu fiable et contraignant à l'usage. La demande de brevet japonais JP 09294662 décrit un ustensile de cuisine constitué de trois baguettes, rectilignes ou à bout recourbé, dont les extrémités sont réunies par différents moyens d'accouplement pour se mouvoir dans un même plan. L'auteur de cette réalisation en recommande l'usage aux personnes peu habiles ou inexpérimentées dans le maniement des baguettes traditionnelles. A l'usage cependant, un tel ustensile s'avère d'emploi malaisé et de faible durée de vie, en raison des lacunes des accouplements prévus pour assembler les extrémités des baguettes. Ces divers moyens concentrent en effet les efforts dans une zone terminale de taille et de rigidité réduite, ce qui affaiblit considérablement la résistance mécanique de l'assemblage et en accroît fortement la fragilité. Au terme de quelques utilisations, l'instrument présente, soit des jeux mécaniques importants et rédhibitoires pour garantir la préhension fiable de l'objet saisi, soit des points de faiblesse pouvant conduire à la rupture des baguettes, rendant l'ensemble inutilisable. On notera de plus que l'auteur prévoit de doter l'une des baguettes d'un anneau pour le pouce, ce qui montre clairement que l'ustensile ne peut s'affranchir de cet artifice pour garantir une bonne prise en main et le bon maintien des aliments à saisir. Parallèlement aux baguettes traditionnelles, l'art antérieur a produit diverses variantes de pinces élastiques, généralement réalisées à partir de deux branches en matériaux rigides ou semi- rigides (métal, bois, matière plastique, etc.) reliées à l'une de leurs extrémités par un assemblage élastique assurant la double fonction d'articulation et de ressort. L'usage de telles pinces est très répandu, s'étendant bien au-delà de la préhension de menus objets (brucelles d'horloger, par exemple), ou des aliments comme les cornichons, pour servir encore à la manutention du linge bouilli dans les lessiveuses antiques. Ces divers instruments de préhension présentent de nombreux inconvénients qui les rendent peu pratiques. En effet, les diverses formes de pinces traditionnelles exercent sur l'objet à saisir une pression qui tend à l'écraser si la surface d'appui de ses becs est large et plane, ou à le cisailler si celle-ci est étroite et anguleuse. Lorsque l'objet saisi est friable ou de nature granulaire (boule de riz ou de semoule, par exemple), ces effets de cisaillement ou d'écrasement conduisent à l'éclatement du matériau qui s'échappe des becs de l'instrument pour se répandre alentour. Les conséquences d'un tel phénomène peuvent être désagréables mais peu dangereuses dans le cas de produits alimentaires, mais être beaucoup plus graves dans le cas d'objets fragiles (flacons en verre contenant des liquides corrosifs, toxiques, ou infectieux), ou d'objets très coûteux et de petite taille (puces électroniques, pièces d'horlogerie, gemmes taillées de joaillerie, etc.). De même, on observe que les divers autres instruments classiques de préhension agissant par pénétration de l'objet (pique, fourche, fourchette) s'avèrent tout aussi incommodes, inefficaces ou dangereux dans la saisie ou la manipulation de d'objets ou produits friables, car ils exercent sur l'objet à saisir un effort d'expansion qui peut conduire à la décohésion de la matière constituant l'objet en provoquant la scission de ce dernier. Ce phénomène est extrêmement répandu et se produit, par exemple, lorsque l'on utilise une fourchette pour sortir des pommes de terre de l'eau bouillante ayant servi à leur cuisson. En pareil cas, en effet, l'effet de coin produit par les dents de la fourchette conduit fréquemment à l'éclatement de la pomme de terre qui, retombant dans l'eau de cuisson, projette alentour des jets d'eau brûlante, responsables de nombreux accidents domestiques. On s'aperçoit ainsi qu'en dépit de leur variété, les multiples instruments de saisie et de préhension manuelle existants présentent d'importantes inadéquations fonctionnelles, sans que l'on ait trouvé, à ce jour, de solution satisfaisante pour en pallier les lacunes. La présente invention a pour objet de pallier les inconvénients et combler les lacunes des ustensiles de préhension manuelle de l'art antérieur en proposant un instrument à la fois simple, pratique, polyvalent, sûr, performant, robuste et économique, capable de faciliter considérablement la saisie et la manipulation d'objets aussi divers que les produits alimentaires, les pièces mécaniques ou d'horlogerie, ou, de manière générale, tout objet dont la manutention exige précision, sûreté, délicatesse et dosage de fermeté. L'une des caractéristiques essentielles de l'invention réside dans son élasticité et sa mémoire de forme qui lui permet de retrouver sa forme première dès que l'on cesse d'exercer sur elle un effort de déformation. Une autre caractéristique essentielle de l'invention est qu'elle permet de saisir l'objet à manipuler aussi bien par pénétration que par pincement. L'invention se caractérise encore par le fait qu'elle permet d'assurer une préhension sûre, précise, délicate et dosée de l'objet saisi. L'invention se caractérise enfin par le fait qu'elle peut être réalisée à partir de matériaux de diverses natures, ces matériaux pouvant avoir une durée de vie très étendue, ou au contraire, être de nature biodégradable ou biodissociable afin de confectionner un instrument jetable, à usage unique ou à courte durée de vie. Afin de confectionner un instrument à vocation alimentaire, à usage unique ou non, on choisira de le réaliser à partir de matériaux agréés pour satisfaire les normes de contact alimentaire, ou encore à partir de matériaux eux-mêmes comestibles. L'invention sera mieux comprise et les avantages qu'elle procure seront mieux perçus au travers de la description détaillée qui suit et des exemples non limitatifs, donnés à titre indicatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 fournit une vue extérieure de l'invention en position fermée, - la figure 2 montre l'invention en position déployée dans laquelle les extrémités libres des trois branches sont disposées en triangle, - la figure 3 montre l'invention en position semi-déployée dans laquelle les extrémités libres des trois branches sont disposées dans un même alignement, - la figure 4 montre diverses sections rabattues 4A, 4B, 4C, 4D, 4E, 4F de l'invention en position fermée. En position fermée, telle qu'illustrée en figure 1, l'invention se présente sous la forme générale d'un corps allongé 1, de forme oblongue, ogivale ou en forme de fuseau, c'est-à-dire comportant une partie médiane ventrue et deux extrémités plus effilées. Dans l'exemple donné figure 4, les différentes sections transversales rabattues 4A, 4B, 4C, effectuées le long de l'axe longitudinal du corps 1 présente un contour circulaire, mais on pourra, sans sortir du cadre de l'invention, adopter un profil différent selon les besoins ou l'usage que l'on veut faire de l'invention. Les sections 4D, 4E, 4F donnent des exemples non limitatifs de profils envisageables, respectivement lobé, triangulaire ou carré, ce dernier exemple correspondant à une disposition à 4 branches. De même, pour satisfaire un usage particulier, on pourra adopter une silhouette générale différente de la forme en fuseau de la figure 1, sans sortir du cadre de l'invention, dès lors que ses caractéristiques essentielles sont respectées. Par exemple, la partie terminale 1G de la figure 1 présente un bout pointu, facilitant sa pénétration dans un corps tendre, mais elle pourra présenter un bout arrondi en cas de faible effort de pénétration ne justifiant pas la présente d'une pointe aiguisée. De la même façon, l'extrémité 1H, opposée à l'extrémité 1G, est représentée selon une forme effilée, mais on pourra à l'envi lui conférer toute forme satisfaisant des besoins techniques, fonctionnels ou esthétiques particuliers. On pourra, par exemple la doter d'un trou traversant ou d'un anneau permettant son accrochage ou sa sustentation. On notera sur la figure 1 les lignes lI et 1J qui marquent deux des trois limites des surfaces de juxtaposition des branches 3A, 3B, 3C dont le rôle sera expliqué plus bas, à la lecture de la figure 2. On remarquera ainsi que, dans sa position repliée de la figure 1, l'invention se présente sous une forme monolithique et que, en plaçant son extrémité 1H sur l'anse inter métacarpienne au- dessus de la partie charnue de la main située entre le pouce et l'index et en maintenant sa partie ventrue entre le pouce, l'index et le majeur, on peut utiliser l'extrémité pointue 1G pour piquer un objet tendre et malléable, par exemple un morceau de viande que l'on souhaiterait porter en bouche. Pour parfaire la prise en main de l'instrument, on peut prévoir des réservations en creux ou bosses améliorant l'adhérence des extrémités des doigts sur la partie ventrue de l'invention. Ces reliefs sont représentés dans les figures 1, 2 ou 3 sous la forme d'alvéoles dans lesquels viennent se loger les extrémités des doigts, mais on pourra adopter toute autre forme produisant un effet technique comparable (crans, stries, bossages, ondulations, etc.). La figure 2 montre l'invention en position déployée, laquelle constitue la position de repos de l'instrument. Dans cette position déployée, chacune des branches 3A, 3B, 3C constituant la partie inférieure du corps de l'invention s'écarte de manière sensiblement symétrique de l'axe longitudinal, afin de scinder le bout effilé 1G en trois dents identiques, d'extrémités respectives 3D, 3E, 3F. Les extrémités 3D, 3E, 3F se répartissent ainsi selon un polygone régulier (triangle équilatéral dans une configuration à trois branches, carré dans une configuration à quatre branches, et ainsi de suite). L'évasement des branches de l'invention est facilité par l'élasticité et la mémoire de forme du matériau utilisé, élasticité et mémoire de forme qui produisent un effort de rappel tendant à écarter constamment chaque branche de l'axe longitudinal. On comprend ainsi qu'il suffit d'exercer une pression modérée, symétrique ou non, des doigts sur les branches pour rapprocher plus ou moins ces dernières les unes vis-à-vis des autres et saisir divers objets ou aliments avec toute la précision, la sensibilité et la sûreté souhaitées. Cette déformabilité élastique de l'invention est également mise à profit pour rapprocher dissymétriquement les branches, comme illustré en figure 3. Cette position semi-déployée est obtenue en exerçant une pression plus forte sur la branche 3B, ce qui permet de disposer son extrémité 3E dans l'alignement des extrémités 3D et 3F des deux autres branches 3A et 3C. Afin que l'invention puisse évoluer d'une position refermée (figure 1) à une position déployée (figure 2) ou toute autre position intermédiaire (figure 3), il est essentiel que la liaison des branches 3 à la partie massive 2 présente à la fois une bonne élasticité, de manière à créer un effort de rappel tendant à écarter les branches, mais également une bonne tonicité, afin que l'on puisse procéder à un maniement répété de l'invention sans risque de rupture par fatigue des liaisons au voisinage des zones 2A. 9 2786678 A cet effet, l'invention pourra être réalisée par tout moyen d'élaboration connu (moulage par injection, par exemple), dans un matériau présentant les propriétés requises pour satisfaire à la fois les diverses contraintes mécaniques supportées (flexion, torsion, frottement, etc.), mais aussi les contraintes thermiques ou physico- chimiques subies (chaud, froid, milieu corrosif, etc.) ou que son contact pourrait engendrer sur l'objet saisi (migration moléculaire, toxicité alimentaire, etc.). A titre d'exemples non limitatifs, on peut citer comme matériaux capables de répondre à ces diverses exigences: les matériaux métalliques, l'acier inoxydable, notamment dans le cas d'une utilisation à des fins alimentaires ou médicales, les matières plastiques (polyéthylène, polypropylène, polyamide, etc.), les résines naturelles ou de synthèse, les matériaux dérivés ou extraits de la nature, comme l'amidon, les fibres végétales enrobées ou non, et de manière générale tout matériau satisfaisant aux cahiers des charges technique et fonctionnel. On pourra notamment avantageusement utiliser tout matériau biodégradable ou biodissociable dans le cas d'une utilisation de l'invention comme instrument à usage alimentaire, jetable ou non. Quel que soit le matériau envisagé, il devra posséder une caractéristique essentielle pour l'invention, qui réside dans son élasticité et sa mémoire de forme lui conférant la faculté de se déployer dès que cesse ou diminue la pression de rapprochement exercée sur les branches 3 de l'instrument par les doigts. On notera également sur la figure 2 que l'on peut prévoir à l'extrémité de chaque branche 3, divers moyens destinés à améliorer la prise de l'objet saisi (crans, bossages, stries, etc.). De même, ces extrémités 3D, 3E, 3F pourront présenter un bout plus ou moins aiguisé selon l'usage qui sera fait de l'invention. La figure 3 montre l'invention dans une position intermédiaire entre sa position repliée de la figure 1 et sa position déployée de la figure 2. Cette disposition est rendue possible grâce à l'élasticité des branches 3 et/ou des liaisons de celles-ci sur la partie massive 2. Dans cet exemple, on peut disposer en ligne les extrémités des branches 3, comme le montre le trait en pointillé 4. Dans cette configuration, l'instrument se comporte comme une fourchette à 3 dents, ce qui en facilite l'usage par toute personne habituée à saisir ses aliments au moyen de cet ustensile classique. Mais au-delà des fonctions ordinaires d'une fourchette, l'invention telle que représentée en figure 3, permet d'améliorer grandement le maintien de la prise de l'objet saisi. En effet, l'alignement symbolisé par le pointillé 4 n'est, en raison des très légères variations de pression exercée par les doigts sur les branches 3, que temporaire. Dès lors, en vertu de leur mémoire de forme, les branches tendent à s'écarter de nouveau, en maintenant plus efficacement l'objet saisi, soit par pincement lorsque la pression sur la branche centrale excède celle nécessaire pour provoquer l'alignement des branches, soit par expansion, dans le cas contraire. On remarquera également que l'on pourra disposer l'instrument dans toute autre position intermédiaire entre celle de la figure 1 et celle de la figure 2 en modulant la pression exercée sur ses différentes branches. Cette même modulation de l'effort permet d'assurer une prise d'objet à la fois ferme, précise, sûre, dosée, stable et confortable, les branches étant alors disposées en prolongement naturel des doigts de l'utilisateur, en tirant ainsi parti de l'extrême précision et sensibilité de la main dans ses fonctions de préhension et de manipulation. On notera que la zone élastique 2A se situe à une distance comprise entre les trois quarts et les deux tiers environ de la hauteur de l'instrument, alors que les reliefs sont disposés au tiers ou au quart environ de sa hauteur. Dans une utilisation comme instrument de préhension d'aliments, l'on pourra donner à l'invention une longueur totale d'environ 16 cm, une longueur des branches d'environ 12 cm, les réservations pour l'extrémité des doigts se situant à environ 5 cm des extrémités 3D, 3E, 3F. Toute autre dimension ou proportion pourra être adoptée pour correspondre au mieux aux conditions d'usage de l'invention. Revendications 1- Instrument manuel de préhension caractérisé par le fait qu'il comporte une partie massive 2 de forme oblongue et au moins trois branches 3 reliées élastiquement à cette partie massive par une zone 2A présentant une mémoire de forme tendant à éloigner lesdites branches de l'axe longitudinal de l'instrument. 2- Instrument selon la revendication 1 caractérisé en ce que la partie massive allongée 2 présente un profil destiné à se loger sur l'une des anses inter métacarpiennes de la main. 3- Instrument selon la revendication 1 caractérisé en ce que les branches 3 sont munies de réservations en creux ou bosses améliorant l'adhérence des extrémités des doigts. 4- Instrument selon la revendication 1 caractérisé en ce que les extrémités des branches 3 sont dotées de moyens tels que stries, crans ou bossages améliorant la prise de l'objet saisi. - Instrument selon la revendication 1 caractérisé en ce que les branches 3 peuvent être rapprochées sous la pression des doigts pour occuper toute position comprise entre une position refermée o leurs extrémités sont jointives et une position déployée o leurs extrémités sont disposées en polygone régulier. 6- Instrument selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est réalisé en matériau biodégradable ou biodissociable. 7- Instrument selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est réalisé en matériau agréé au contact alimentaire. 8- Instrument selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il est réalisé en matériau comestible. 9- Instrument selon la revendication 1 caractérisé en ce que la zone 2A se situe à une distance comprise entre les trois quarts et les deux tiers de la hauteur totale de l'instrument. - Instrument selon la revendication 3 caractérisé en ce que les réservations se situent à une distance comprise entre le tiers et le quart de la hauteur totale de l'instrument.