Brevet FR2804336A1 — publié le 20010803

SKI ALPIN Domaine Technique L'invention se rattache au domaine des sports de glisse, et plus précisément une planche de glisse sur neige. Elle concerne une structure de planche de glisse sur neige qui s'avère particulièrement avantageuse en termes de résistance à la flexion et de raideur en flexion et torsion de la planche. Elle sera décrite plus précisément dans son application à un ski alpin, mais ses caractéristiques peuvent être utilisées pour des snowboards ou d'autres types de planche de glisse. Techniques antérieures De façon connue, on décompose la longueur d'un ski en trois zones distinctes. La zone centrale ou patin est destinée à recevoir le pied de l'utilisateur au moyen de la butée et de la talonnière d'une fixation de sécurité. Cette zone patin se prolonge à l'avant par une zone spatule, et à l'arrière par une zone talon. Chaque zone étant caractérisée par une rigidité en flexion et en torsion spécifique. Ainsi, on a déjà proposé, notamment dans le document FR 2 664 172, de donner à la face supérieure du ski une forme présentant des zones d'évidements et en excroissance, de manière à conférer au ski une rigidité particulière. Le brevet FR 2 664 172 propose d'optimiser le comportement d'un ski en ajustant les rigidités spécifiques de chacune des zones sans pénaliser le moment d'inertie du ski. Cette forme spécifique génère d'autres défauts, notamment une baisse des valeurs de raideurs transversales des extrémités. Par ailleurs, dans le document FR 2 602 979, on a également décrit un autre type de ski alpin dont la grande partie de la longueur présente deux dégagements de part et d'autre de l'axe longitudinal médian sur lequel viennent prendre appui les pattes d'une plateforme sur laquelle sont montées la butée et la talonnière de la fixation. La liaison entre la plateforme et la base des dégagements, dans les zones latérales, est effectuée par des tampons élastoménques destinés à assurer un amortissement des vibrations transmises depuis le ski jusqu'à la chaussure de l'utilisateur. Cette solution, en diminuant l'espacement entre les renforts et la fibre neutre fragilise le ski. Par ailleurs, on sait que de façon normalisée, la zone patin doit présenter une géométrie aussi plane que possible de manière à permettre le montage de la butée et la talonnière de la fixation. Une telle géométrie est décrite dans la norme ISO 8364. L'invention vise un ski alpin présentant une structure essentiellement différente de celle décrite dans les documents précités. Une telle structure a pour objectif de conférer au ski d'excellentes propriétés de résistance à la torsion et à la flexion, tout en permettant la mise en place des éléments de la fixation, sans engendrer de complexité de fabrication. Exposé de l'invention L'invention concerne donc une planche de glisse se décomposant sur sa longueur en : une zone spatule, une zone patin, et une zone talon, comportant un ensemble inférieur incluant la surface de glisse, 1 un noyau disposé au-dessus de l'ensemble inférieur et recouvert sur la plus grande partie de ses faces inférieure et supérieure par des éléments de renforcement respectivement inférieur et supérieur, un ensemble supérieur disposé au-dessus du noyau, incluant la couche supérieure de protection formant la face supérieure de la planche. Une telle planche se caractérise en ce qu'elle comporte, au moins dans sa zone patin, une nervure située dans l'axe longitudinal de la planche, de forme sensiblement hémicylindrique, et dont la hauteur par rapport à la face supérieure de la planche la bordant est supérieure à 5 millimètres. Autrement dit, la planche conforme à l'invention présente une nervure centrale dont le profil est semi-cylindrique. Une telle géométrie confère à la planche une très importante rigidité en torsion. Il est à noter qu'une telle structure échappe aux différentes normes en vigueur relatives à la géométrie de la zone patin d'un ski car la fonction liaison ski/fixation est assurée par une interface adaptée. En effet, malgré cette géométrie originale, il est possible, moyennant certains aménagements conformes à l'invention, de mettre en place la butée et la talonnière de la fixation, éventuellement par l'intermédiaire d'une plateforme de réhaussement. Plusieurs géométries concernant la conception et la localisation de la nervure à l'intérieur de la planche peuvent être envisagées. Ainsi, dans une première variante, la couche supérieure de protection se situe directement au-dessus de l'élément formant la nervure, cet élément reposant donc au-dessus de l'élément de renforcement supérieure reposant lui-même sur le noyau. Dans une autre variante, l'ensemble supérieur comporte une bande de renforcement supérieur située au-dessus de l'élément formant nervure. Autrement dit, l'élément formant nervure est emprisonné entre l'élément de renforcement supérieur situé au-dessus du noyau et la bande de renforcement située sous la couche supérieure de protection. Dans une forme pratique de réalisation, la nervure peut être configurée par un élément tubulaire dont la partie inférieure est logée à l'intérieur du noyau. Autrement dit, l'élément formant la nervure présente une section cylindrique dont la partie supérieure apparaît en excroissance à la face supérieure du ski, et dont la partie inférieure s'encastre dans le noyau. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée à des planches dont la nervure est strictement cylindrique, mais couvre ainsi les variantes dans lesquelles celle-ci est légèrement ovoïde. Dans une forme particulière de réalisation, l'élément tubulaire peut être réalisé en fibre de verre, de carbone ou en fibre aramide. Il peut, de plus, être gainé d'une couche de matériau viscoélastique. Dans ce cas, les contraintes mécaniques exercées à la fois sur l'élément formant nervure et sur la structure basse de la planche sont découplées, et on observe des phénomènes de cisaillement au niveau de la gaine viscoélastique évitant les risques de rupture du ski. Dans une forme particulière d'exécution, cet élément tubulaire peut s'encastrer à l'intérieur du noyau jusqu'à venir au contact de l'élément de renforcement inférieur et ainsi partager le noyau en deux parties distinctes. Dans ce cas particulier, la structure mécanique du ski est particulièrement améliorée puisque la structure tubulaire dont les caractéristiques mécaniques sont très favorables, notamment en résistance à la torsion, est prépondérante. Selon différentes variantes d'exécution, la nervure peut être soit creuse, soit pleine. Dans le cas où la nervure est pleine, elle peut contenir un élément constitué d'un matériau différent de celui du noyau. A titre d'exemples, un tel élément peut être réalisé en un matériau viscoélastique, ou bien encore inclure des câbles métalliques qui peuvent avantageusement être montés précontraints à l'intérieur du matériau constituant la nervure, pour augmenter la raideur du ski. Dans d'autres variantes de réalisation, la nervure peut comporter sur sa longueur, plusieurs zones constituées de matériaux différents, de manière à optimiser la résistance en flexion et en torsion du ski. Ainsi, dans une forme d'exécution particulière, la nervure peut comprendre plusieurs segments compressibles de manière à faciliter le cintrage du ski et en dynamiser le retour en position d'origine. En effet, grâce à cette alternance de zones rigides et zones compressibles, la nervure présente une certaine capacité de déformation élastique qui facilite le cintrage du ski. A l'inverse, lorsque les efforts provoquant le cintrage disparaissent, les zones comprimées de la nervure reprennent leur forme d'origine en assurant un effet de ressort sur l'intégralité de la nervure. Avantageusement en pratique, ces zones compressibles sont essentiellement localisées au niveau de la zone patin. Avantageusement en pratique, le rayon de la nervure est compris entre 5 et 15 millimètres, ce qui permet d'obtenir des capacités de résistance à la flexion optimale. Dans une variante de réalisation, la section transversale de la nervure peut être variable le long de la planche. Avantageusement en pratique, la nervure peut comporter des points d'ancrage mécanique de la butée et/ou de la talonnière de la fixation. Dans ce cas, ces points d'ancrage sont situés au niveau du plan longitudinal médian du ski. Dans une forme particulière, le ski peut comporter une plateforme recevant la butée, la talonnière de la fixation, ladite plateforme étant solidarisée à la zone patin au niveau des points d'ancrage situés à l'intérieur de la nervure. Description sommaire des figures La manière dé réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent, ressortiront bien de la description des modes d'exécution qui suivent, à l'appui des figures annexées dans lesquelles La figure 1 est une vue de dessus d'un ski conforme à l'invention. Les figures 2 à 5 sont des vues en coupe transversales, au niveau de la zone patin, de différents skis conformes à l'invention. La figure 6 est une vue en coupe longitudinale médiane selon les flèches VI, VI' de la figure 1. La figure 7 est une variante de réalisation de la figure 6. La figure 8 est une vue en coupe transversale du ski conforme à l'invention, montrée au niveau de l'accrochage de la plate-forme de montage de la fixation. Manière de réaliser l'invention Comme déjà dit, l'invention concerne un ski qui présente une nervure longitudinale de forme hémicylindrique présente sur le ski au moins au niveau de la zone patin. Plus précisément, un tel ski (1) tel qu'illustré à la figure 1, présente au niveau central une zone patin (2), qui se prolonge à l'avant par une zone spatule (3), et à l'arrière par une zone talon (4). La nervure caractéristique (5) est essentiellement présente au niveau de la zone patin (2), mais peut avantageusement se prolonge au niveau de la zone spatule (3) et de la zone talon (4). La nervure caractéristique (5) présente un profil hémicylindrique dont le rayon est avantageusement compris entre 5 et 15 millimètres. De façon générale, un ski comprend un ensemble inférieur (10) comprenant la semelle de glisse (11) et des carres (12, 13). Un tel ski comporte également de façon connue, un noyau qui peut être réalisé en une mousse de polyuréthanne ou équivalent, et qui est recouvert, sur ses faces supérieure et inférieure, par un élément de renforcement inférieur (14, 18) généralement constitué d'un matériau fibreux, par exemple en fibres de verre imprégnées d'une résine époxy. Sur ses faces latérales, le noyau (15) peut comporter des chants (17) qui peuvent être présents sur tout ou partie de la hauteur du ski, ou bien encore absents dans le cas des skis dits "à coque". Par ailleurs, un ski conforme à l'invention comporte de façon connue un ensemble supérieur, disposé au-dessus du noyau, comprenant une couche supérieure de protection (19) destinée à protéger le ski des différents chocs qu'il subit. De nombreuses variantes concernant la forme, la constitution de la nervure ainsi que son positionnement à l'intérieur de la structure du ski peuvent être mises en aeuvre. Ainsi, comme illustré à la figure 2, la nervure peut être constituée par un élément hémicylindriqué (20) disposé au-dessus de l'élément de renforcement supérieur (18) et en-dessous de la couche supérieur de protection (19). Cet élément hémicylindrique (20) peut être constitué par exemple de polyuréthanne identique à celui constituant le noyau. Dans une autre forme de réalisation illustrée à la figure 3, le noyau (25) est situé à l'intérieur d'un élément de renforcement supplémentaire, en forme de gaine (26). A l'extérieur de cette gaine, et du côté des faces latérales du noyau, on trouve des éléments de renforcement (27, 28) constituant les chants de la planche. L'élément (29) constituant la nervure se trouve donc interposé entre l'élément de renforcement supérieur (24), situé au contact du noyau (25), et l'élément de renforcement supplémentaire (26), situé au contact de l'ensemble supérieur (19). De très nombreux matériaux peuvent être utilisés pour constituer l'élément de nervure (29) en fonction des propriétés mécaniques souhaitées. Ainsi, cet élément (29) peut être réalisé en un matériau viscoélastique, éventuellement traversé de câbles métalliques qui peuvent avantageusement être précontraints, de manière à exercer une mise sous compression du matériau viscoélastique, et combiner l'effet amortisseur du matériau viscoélastique, avec une certaine raideur. Dans une autre variante illustrée à la figure 4, appliquée à un ski "coque", la nervure est constituée par un élément tubulaire qui est intercalée entre l'élément de renforcement supérieur (32) situé au-dessus du noyau (15), et la couche supérieure de protection (33). Cet élément tubulaire (34), de section circulaire, peut être constitué de divers matériaux tels qu'un tube métallique ou bien encore un tube réalisé à partir de fibres de verre tressées. Cet élément tubulaire (34) peut être creux, ce qui s'avère avantageux en terme de poids global du ski, ou bien encore être empli de différents matériaux tels que ceux décrits ci-avant. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, qui peut s'appliquer pour de nombreuses autres formes de réalisation, l'élément tubulaire (34) est gainé d'une couche d'un matériau viscoélastique apte au cisaillement. De la sorte, lorsque le ski subit des déformations, cet interface viscoélastique (31) permet au noyau (15) et à l'élément tubulaire (34) d'encaisser les contraintes de façon indépendante, en provoquant le cisaillement de cet interface viscoélastique (31). Grâce à cette disposition, on diminue le niveau de contraintes maximales qui pourrait apparaître si l'élément tubulaire (34) de forte rigidité était mécaniquement fermement associé avec le noyau (15). Dans une forme particulière de réalisation illustrée à la figure 5, l'élément (37) formant la nervure présente un diamètre tel qu'il s'encastre dans un noyau jusqu'à venir au contact de l'élément de renforcement inférieur (14). Dans ce cas, il divise le noyau proprement dit en deux parties (35, 36), formant des poutres parallèles dont les propriétés mécaniques se combinent avec celles de la nervure pour améliorer les caractéristiques de raideur en torsion de la planche. L'élément formant la nervure (37) peut être, comme déjà dit, creux ou bien renfermer différents matériaux tels que des matériaux viscoélastiques ou des matériaux plus rigides. Dans le cas illustré à la figure 5, le rayon de la nervure est relativement important, et voisin de 15 millimètres. De la sorte, la partie la plus haute de la nervure (37) dépasse des parties (7, 8) de la face supérieure du ski d'environ 15 millimètres. Comme déjà dit, et comme illustré à la figure 6, la nervure peut renfermer des matériaux de nature différente sur la longueur du ski. Ainsi, dans la variante illustrée à la figure 6, l'arrière (51) de la nervure (50) comporte une zone creuse correspondant sensiblement à la zone talon. Dans la zone patin, la nervure (50) est emplie d'un matériau dur et formant une zone rigide (52) facilitant la transmission des appuis, et conférant à la zone patin une rigidité suffisante. Dans la zone spatule, la partie avant (53) de la nervure (50) peut être remplie d'un matériau viscoélastique destiné à assurer un bon amortissement des vibrations de l'avant de la planche. Dans une autre variante de réalisation illustrée à la figure 7, la nervure (60) est constituée essentiellement d'un matériau rigide tel que polyuréthanne, bois, ou équivalent. Au niveau de la zone patin, l'intérieur de la nervure (60) présente un certain nombre de segments formant des coins (61-67) remplis d'un matériau élastique. Dans ce cas, la nervure (60) présente une certaine capacité à la flexion qui est améliorée par la présence des zones (61-66) en matériaux élastiques. Autrement dit, le cintrage du ski est facilité par la présence de ces segments (61-66)de rigidité mférieure. Lorsque les contraintes ayant engendrées le cintrage du ski disparaissent, les segments (6l-67) constitués de matériau élastique ont tendance à se détendre et assurent un retour de la nervure (60) dans sa position de repos par l'effet ressort de chacun des segments élastiques (61-67). Un tel ski présente un comportement dynamique relativement agressif, particulièrement apprécié pour la pratique sportive et de compétition. Selon une autre caractéristique de l'invention illustrée à la figure 8, la nervure hémicylindrique (70) située sur la face supérieure du ski peut présenter des inserts (71), par exemple métalliques, destinés à recevoir les vis de fixation (72) d'une plateforme (73) sur laquelle seront montées la butée et la talonnière de la fixation de sécurité de la planche. Une telle plateforme (73) peut être constituée d'une face supérieure (74) parallèle à la semelle de la planche, et qui repose sur la nervure (70) au niveau de son sommet (75). Cette face supérieure (74) de la plateforme se prolonge latéralement par deux zones (76-77) venant au contact des parties latérales (78,79) de la face supérieure du ski. D'éventuels tampons viscoélastiques peuvent être prévus à l'interface entre les zones latérales (76, 77) de la plateforme et la face supérieure du ski (78, 79), de manière à améliorer l'amortissement de la planche. Il ressort de ce qui précède que le ski conforme à l'invention présente de multiples avantages, et notamment 1 l'amélioration de la résistance à la flexion et à la torsion du ski grâce à la présence de la nervure caractéristique ; la possibilité d'adapter les caractéristiques mécaniques de la planche en choisissant les matériaux appropriés pour obtenir les rigidités souhaitées ; la possibilité de dynamiser le ski en utilisant des parties de la nervure qui présentent une capacité élastique. REVENDICATIONS 1/ Planche de glisse (1) se décomposant sur sa longueur en : une zone spatule (3), une zone patin (2), et une zone talon (4), comportant * un ensemble inférieur (10) incluant la surface de glisse (11), un noyau (15) disposé au-dessus de l'ensemble inférieur (10) et recouvert sur la plus grande partie de ses faces inférieure et supérieure par des éléments de renforcement respectivement inférieur (14) et supérieur (18), 1 un ensemble supérieur (16) disposé au-dessus du noyau (15), incluant la couche supérieure de protection (19) formant la face supérieure du ski, caractérisée en ce qu'elle comporte, au moins dans sa zone patin (2), une nervure (5) située dans l'axe longitudinal de la planche, de forme sensiblement hémicylindrique, et dont la hauteur par rapport à la face supérieure (7, 8) de la planche la bordant est supérieure à 5 millimètres. 2/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la couche supérieure de protection (19) se situe directement au dessus de l'élément (29) formant la nervure. 3/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'ensemble supérieur comporte une bande de renforcement supérieur (26) située au dessus de l'élément (29) formant la nervure. 4/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la nervure est configurée par un élément tubulaire (34) dont la partie inférieure est logée à l'intérieur du noyau (15). 5/ Planche de glisse selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'élément tubulaire (34) est enveloppé d'une couche de matériau viscoélastique. 6/ Planche de glisse selon la revendication 5, caractérisée en ce que l'élément tubulaire (37) partage le noyau en deux parties (35, 36) et vient pratiquement au contact de l'élément de renforcement inférieur (14). 7/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la nervure est creuse. 8/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la nervure est pleine. 9/ Planche de glisse selon la revendication 8, caractérisée en ce que la nervure contient un élément constitué d'un matériau différent de celui du noyau. 10/ Planche de glisse selon la revendication 9, caractérisée en ce que l'élément est réalisé en un matériau viscoélastique. 11/ Planche de glisse selon la revendication 10, caractérisée en ce que l'élément contient des câbles métalliques. 12/ Planche de glisse selon la revendication 11, caractérisée en ce que les câbles sont montés précontraints à l'intérieur du matériau constituant la nervure. 13/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la nervure (50) comporte sur sa longueur plusieurs zones (51-53) constituées de matériaux différents. 14/ Planche de glisse selon la revendication 13, caractérisée en ce que la nervure (60) comprend plusieurs segments (61-66) compressibles de manière à faciliter le cintrage de la planche de glisse, et en dynamiser le retour en position d'origine. 151 Planche de glisse selon la revendication 14, caractérisée en ce que les segments compressibles (61-67) sont localisés dans la zone patin (2). 16/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rayon de la nervure est compris entre 5 et 15 millimètres. 17/ Planche de glisse selon l'une des revendications 1 à 16, caractérisée en ce que la nervure présente une section transversale variable le long de la planche. 18/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la nervure (70) comporte des points d'ancrage (71) mécanique de la butée et/ou de la talonnière de la fixation. 19/ Planche de glisse selon la revendication 18, caractérisée en ce qu'elle comporte une plateforme (73) solidarisée à la zone patin au niveau des points d'ancrage (71) situés à l'intérieur de la nervure (70).