Brevet FR2797154A1 — publié le 20010209

La présente invention concerne une plaque de protection du genou, et plus particulièrement une telle plaque généralement rectangulaire en matière synthétique souple, présentant sur au moins une de ses faces des rainures délimitant des coussins articulés entre eux dans des directions parallèles ou non aux bords de la plaque. Une telle plaque se présente par conséquent habituellement sous la forme d'une " tablette de chocolat ", dont les hauteurs des lignes et les largeurs des colonnes possèdent des valeurs variées. De telles plaques sont connues par exemple par le document WO/A/9418861. Elles ont pour fonction de protéger les genoux des personnes travaillant en position agenouillée. La nécessité de protéger les genoux des carreleurs, plombiers, couvreurs, poseurs de moquette est bien connue. Une station agenouillée prolongée et répétitive provoque en effets des troubles pouvant aller jusqu'à la maladie dénommée' " hygroma du genou ". Le traitement de cette dernière nécessite parfois une intervention chirurgicale. II est donc essentiel de fournir aux personnes travaillant en position agenouillée une protection adaptée. C'est la raison pour laquelle on a déjà proposé des plaques telles que celles du brevet indiqué ci-dessus, qui sont destinées à être insérées dans des poches ménagées à l'emplacement des genoux de vêtements professionnels tels que des pantalons, des combinaisons ou des cottes à bretelles. Cette insertion se fait de telle sorte que les coussins de la plaque font face vers l'extérieur, la face lisse de la plaque étant tournée vers le genou de l'utilisateur. Bien que donnant généralement satisfaction, ces plaques de protection présentent l'inconvénient que les dimensions des coussins ne sont optimisées ni dans le plan de la plaque, ni dans son épaisseur. Par ailleurs, ces plaques ne sont pas prévues pour être utilisées de façon optimale dans les vêtements professionnels auxquels elles sont destinées. La présente invention vise à pallier ces inconvénients. A cet effet, l'invention a tout d'abord pour objet une plaque de protection du genou généralement rectangulaire, du type en matière synthétique souple présentant sur au moins une de ses faces des rainures qui se croisent en délimitant des coussins articulés entre eux, les coussins présentant dans le plan de la plaque, des dimensions décroissantes en s'écartant des bords de la plaque, au moins dans une des directions parallèles aux bords de la plaque. On a pu constater qu'un tel agencement présentait un bon nombre d'avantages. En premier lieu, il introduit plus de souplesse dans les modes qui sont sollicités en flexion longitudinale et transversale, et permet ainsi à la plaque de se conformer au genou avec un minimum de contraintes sur la jambe du vêtement. II en résulte en particulier un meilleur confort du dispositif. Par ailleurs, il facilite le réglage longitudinal de la plaque de protection à l'intérieur de la poche du vêtement en fonction de la taille de l'utilisateur. Enfin, il augmente la surface de contact entre le genou et sa plaque de protection et limite ainsi la pression qui s'exerce sur le genou en situation de travail. Dans un premier mode de réalisation particulier, les coussins présentent des dimensions décroissantes en s'écartant des bords de la plaque, au moins dans une des directions parallèles aux bords de la plaque, avec des coussins de dimension minimale dans la zone médiane de la plaque. Dans un autre mode de réalisation particulier, les coussins présentent des dimensions décroissantes en s'écartant des bords de la plaque, au moins dans une des directions parallèles aux bords de la plaque, avec des coussins de dimension minimale dans une zone de la plaque décalée par rapport à la zone médiane de cette dernière. Bien entendu, ces deux modes de réalisation peuvent être combinés. Dans ce cas, la plaque de protection a ses coussins de dimensions minimales dans son milieu par rapport à la direction de deux de ses bords, mais qui sont décalés par rapport à son milieu dans la direction perpendiculaire. Dans l'une ou l'autre direction, ou dans les deux, au moins deux coussins peuvent présenter une dimension minimale. D'une manière générale, les dimensions des coussins dans le plan de la plaque vont donc en diminuant à partir des bords de cette dernière. On augmente en effet de ce fait la surface de pression moyenne de façon significative. Toutefois, il n'est pas pour autant nécessaire que les coussins de dimensions minimales se trouvent au centre de la plaque. II est au contraire des cas où il est intéressant que ces coussins soient excentrés pour correspondre à la zone où la partie la plus saillante du genou est appliquée. Au moins certains coussins peuvent présenter une forme en tronc de pyramide dont le demi-angle au sommet peut être compris entre sensiblement 1 et sensiblement 10 , et notamment être de l'ordre de 3 . Grâce à cette forme pyramidale, la base et la hauteur des pyramides permettent une adaptation à la concentration des efforts exercés par le genou. Egalement dans un mode de réalisation particulier, les coussins présentent des épaisseurs différentes, les écarts étant par exemple, dans tous les cas énoncés ci-dessous, de l'ordre de 5 mm. On observera que cette dernière caractéristique, peut être utilisée dans toute sorte de plaque de protection du genou, indépendamment des dimensions en plan des coussins. L'épaisseur des coussins conditionne en effet dans une large mesure le confort d'une plaque de protection. Elle ne doit à l'évidence pas être trop importante pour des raisons pratiques, mais elle doit néanmoins être suffisante pour assurer une marge d'écrasement suffisante tant en mode statique qu'en mode dynamique, dans ce dernier cas pour conserver l'efficacité des coussins lors des déplacements à genoux de l'utilisateur. Les coussins de la partie centrale de la plaque peuvent présenter une surépaisseur. On obtient dans ce cas une forme qui s'adapte à la géométrie du genou et permet ainsi une meilleure répartition des efforts et un écrêtage des pics de pression. En effet, le contact du genou avec la plaque de protection se fait en premier lieu sur la périphérie et seulement après en zone centrale. A titre d'exemple, on peut prévoir une plaque d'épaisseur globale de 20 mm, mais dont la partie centrale correspondant à.la zone de saillie du genou possède une épaisseur de 25 mm. Les coussins de la partie centrale de la plaque peuvent au contraire présenter une épaisseur inférieure aux coussins de la périphérie, par exemple respectivement de l'ordre de 25 mm à la périphérie et de 20 mm dans la partie centrale. Ce mode de réalisation de l'invention permet d'améliorer le positionnement automatique de la plaque devant le genou. Toutefois, dans un autre mode de réalisation, la plaque de protection comporte des coussins de moindre épaisseur dans au moins une rangée parallèle aux bords de la plaque et à l'écart desdits bords. Lorsqu'il s'agit des coussins formant une bande centrale longitudinale (verticale lorsque la plaque est portée par un utilisateur en station debout), on obtient un positionnement quasi automatique de la plaque par rapport au genou lors de l'agenouillement. Egalement dans un autre mode de réalisation, des coussins présentant une surépaisseur forment un bourrelet autour d'une zone où les coussins ont une épaisseur inférieure. Egalement dans un mode de réalisation particulier, le fond des rainures entre les coussins présente des ouvertures ou des évidements obtenus par exemple par perforation, découpage ou thermocompression. L'épaisseur de la plaque au niveau des évidements peut être par exemple de 2 mm. Cet agencement améliore encore la mise en place de la plaque en facilitant l'articulation des lignes et des colonnes de la plaque. La plaque de protection du genou selon l'invention peut être réalisée dans un matériau choisi parmi l'éthylène acétate de vinyle, les silicones, les polyuréthannes entre autres. D'autres polymères peuvent être employés, dans la mesure où il présentent une hystérésis à la compression suffisamment importante. Ils doivent également présenter une hystérésis à la chaleur importante. La plaque ne doit pas en effet perdre à la chaleur ses propriétés de souplesse et de confort. Cette question est par exemple importante pour un soudeur travaillant dans une cuve, avec ses genoux reposant sur le métal chauffé de cette cuve ou alors lors du lavage à chaud de.la plaque. En effet, les polymères à cellules fermées possèdent une mémoire qui les font revenir, après thermocompression, à leur état initial sous l'effet de la chaleur. Un silicone ou un polyuréthanne présentent à cet égard des qualités inférieures à celles de l'éthylène acétate de vinyle. L'invention a également pour objet un procédé de réalisation d'une plaque de protection du genou telle que décrite ci-dessus, caractérisé par le fait qu'il comprend les étapes consistant à découper une plaque dans un panneau de matière appropriée, chauffer la plaque, comprimer à froid la plaque chauffée, à l'aide d'un outil muni d'une empreinte consistant en nervures complémentaires des rainures de la plaque. Le découpage est par exemple réalisé à l'aide d'une scie à ruban sans dents, du type de celles utilisées pour découper le cuir. Le choix du mode d'application de l'outil, en ce qui concerne notamment la profondeur et la durée d'enfoncement dans la plaque, est à la portée de l'homme du métier et dépend dans une large mesure du matériau utilisé. A titre d'exemple toutefois, la partie de la plaque non rainurée, c'est-à-dire la base à partir de laquelle s'élèvent les coussins, peut présenter une épaisseur de l'ordre de quelques millimètres, par exemple 2 mm. La plaque peut être chauffée par étuvage ou par projection d'air chaud. Cette dernière possibilité permet en particulier d'effectuer simultanément un collage sur la plaque d'inserts en matière plastique tels que des renforts d'angle, ou d'une peau en tissu sur une face ne comportant pas de coussins. L'invention a également pour objet une utilisation d'une plaque de protection du genou telle que décrite ci-dessus, avec la face comportant les coussins faisant face au genou. La plaque prend ainsi pratiquement automatiquement la forme du genou au moment de la mise en position de travail. Une ventilation est en outre créée entre le genou et la plaque de protection. L'invention a également pour objet une utilisation d'une plaque de protection du genou telle que décrite ci-dessus, avec des coussins de dimension minimale situés dans une zone de la plaque décalée en direction de la cuisse de l'utilisateur par rapport à la zone médiane de la plaque. L'invention sera bien comprise à la lecture de la description qui va suivre. - la figure 1 est une vue de dessus d'une plaque de protection du genou selon un premier mode de réalisation de l'invention ; - la figure 2 est une vue de face de cette plaque de protection, selon la flèche Il de la figure 1 ; - la figure 3 est une vue de côté de cette plaque de protection, selon la flèche III de la figure 1 ; - la figure 4 en est une vue de face en condition incurvée ; - la figure 5 est une vue en perspective d'une plaque de protection selon un autre mode de réalisation de l'invention ; - la figure 6 est une vue de dessus d'une plaque de protection du genou selon encore un autre mode de réalisation ; - la figure 7 illustre schématiquement l'utilisation d'une plaque de protection du genou selon l'invention. On voit aux figures 1 à 3 une plaque de protection du genou selon l'invention, présentant une face 1 sensiblement lisse et plane à l'état non contraint, et son autre face 2 gaufrée. On désignera ci-après par "haut" et "bas" de la plaque les parties 3 et 4 représentées respectivement en haut et en bas de la figure 1, et correspondant effectivement au haut et au bas de la plaque lorsque celle-ci est portée par un utilisateur en station debout. Le haut et le bas de la plaque correspondent donc à la direction verticale repérée par Y à la figure 1. La direction horizontale dans le plan de la plaque est la direction X des figures 1 et 2. De même, on appellera "dessus" et "dessous" de la plaque ses faces gaufrées 2 et plane 1 respectivement. Le dessus et le dessous de la plaque correspondent ainsi à la direction Z de la figure 2. La plaque est, en vue de dessus, sensiblement rectangulaire avec un petit côté 5 en partie haute et un autre petit côté 6 en partie basse, dans la direction X. Les deux grands côtés 7, dans la direction Y, sont sensiblement perpendiculaires aux petits côtés. La face 2 comporte deux ensembles de rainures profondes 8 et 9 sensiblement perpendiculaires entre eux et respectivement parallèles aux petits et grands côtés de la plaque. Les rainures 8 et 9 délimitent un ensemble de coussins 10 disposés en damier selon des lignes 11 et des colonnes 12 respectivement horizontales et verticales compte tenu des conventions énoncées ci-dessus. Le fond des rainures est situé à une certaine distance de la face de dessous 1 de manière à former une base 13 pour les coussins 10. L'ensemble de la plaque présente ainsi une forme générale en "tablette de chocolat" qui, tel que cela est expliqué ci-après, serait composée de "carrés" de formes en plan et en coupe différentes. La plaque est symétrique par rapport à son axe vertical. Les coussins ont une dimension horizontale (largeur) décroissante depuis les bords 7 (côtés verticaux du rectangle) de la plaque vers son axe vertical. La plaque comporte un nombre pair de colonnes de coussins de sorte que les coussins des deux colonnes centrales 14 et 15 ont la même largeur minimale. De façon similaire, les coussins ont une dimension verticale (hauteur) décroissante à partir des bords 5 et 6 (côtés horizontaux du rectangle) de la plaque. Toutefois, la plaque n'est pas symétrique par rapport à un axe horizontal, de sorte que les lignes 16 et 17 de hauteur minimale, ici au nombre de deux, sont décalées vers le haut, c'est-à-dire vers le bord 5, par rapport. à la zone verticalement médiane de la plaque. Par conséquent, dans le mode de réalisation des figures, quatre coussins 18 possèdent des dimensions minimales, centrés horizontalement et excentrés vers le haut verticalement. On observera en outre sur la figure 2 que les coussins des colonnes centrales 14 et 15 présentent une même épaisseur (dans la direction Z), inférieure à celle des autres coussins. Les coussins 10 ont ici tous une forme en tronc de pyramide, avec un même demi-angle au sommet a dans les deux plans horizontaux et verticaux, qui est dans le cas présent égal à environ 3 . La figure 4 montre comment la forme en tronc de pyramide donne à la plaque une plus grande possibilité de flexion. Dans le mode de réalisation de la figure 5, un certain nombre de coussins 19, ici douze, ont une épaisseur supérieure à celle des autres coussins de la plaque, notamment des coussins 20 qui sont entourés par les coussins 19. Les coussins 19 forment donc un bourrelet en saillie autour des coussins 20 en cuvette qui correspondent à la zone la plus en saillie du genou. Le mode de réalisation de la figure 6 est sensiblement le même que celui qui a été décrit en référence aux figures 1 à 3. Toutefois, les fonds des rainures 8 et 9 sont ici partiellement perforés, par exemple par poinçonnage, pour former des ouvertures allongées 21 donnant plus de souplesse aux articulations constituées par les rainures. On voit à la figure 7 l'utilisation d'une plaque 22 de protection du genou, réalisée conformément à l'invention. La plaque 22 est disposée dans une poche 23 de genou d'un vêtement de travail 24 approprié. Ses coussins sont orientés vers le genou 25 de l'utilisateur et forment ainsi une surface de contact homogène. II en découle un contact souple entre le genou et la plaque. Par ailleurs, le haut 3 de la plaque, c'est-à-dire le côté 5 duquel les lignes de moindre hauteur sont les plus proches, est dirigé du côté de la cuisse 26 de l'utilisateur, tandis que le bas de la plaque est dirigé du côté du pied 27 de l'utilisateur, en d'autres termes respectivement en haut et en bas lorsque l'utilisateur est en station debout. Le fonctionnement et les avantages des plaques qui viennent d'être décrites ont été exposés ci-dessus. II en est de même de leur procédé de fabrication. REVENDICATIONS 1. Plaque de protection du genou généralement rectangulaire, du type en matière synthétique souple présentant sur au moins une (2) de ses faces des rainures (8, 9) qui se croisent en délimitant des coussins (10) articulés entre eux, caractérisée en ce que les coussins présentent dans le plan de la plaque, des dimensions décroissantes en s'écartant des bords (5, 6 ; respectivement 7) de la plaque, au moins dans une des directions parallèles aux bords de la plaque. 2. Plaque de protection du genou selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte des coussins présentant des dimensions décroissantes en s'écartant des bords (7) de la plaque, au moins dans une des directions parallèles aux bords de la plaque, avec des coussins de dimension minimale dans la zone médiane de la plaque. 3. Plaque de protection du genou selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce qu'elle comporte des coussins présentant des dimensions décroissantes en s'écartant des bords (5, 6) de la plaque, au moins dans une des directions parallèles aux bords de la plaque, avec des coussins de dimension minimale dans une zone de la plaque décalée par rapport à la zone médiane de cette dernière. 4. Plaque de protection du genou selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux coussins (18) présentant une dimension minimale dans au moins une direction parallèle aux bords de la plaque. 5. Plaque de protection du genou selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'au moins certains coussins présentent une forme en tronc de pyramide. 6. Plaque de protection du genou selon la revendication 5, caractérisée en ce que le demi-angle au sommet (a) des troncs de pyramide est compris entre sensiblement 1 et sensiblement 10 , et de préférence est de l'ordre de 3 . 7. Plaque de protection du genou selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée en ce que les coussins présentent des épaisseurs différentes. 8. Plaque de protection du genou selon la revendication 7, caractérisée en ce que les coussins de la partie centrale de la plaque présentent une surépaisseur. 9. Plaque de protection du genou selon la revendication 7, caractérisée en ce que les coussins de la partie centrale de la plaque présentent une épaisseur inférieure aux coussins de la périphérie. 10. Plaque de protection du genou selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte des coussins de moindre épaisseur dans au moins une rangée parallèle aux bords (7) de la plaque et à l'écart desdits bords. 11. Plaque de protection du genou selon la revendication 7, caractérisée en ce que des coussins (19) présentant une surépaisseur forment un bourrelet autour d'une zone où les coussins (20) ont une épaisseur inférieure. 12. Plaque de protection du genou selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisée en ce que le fond des rainures entre les coussins présente des ouvertures ou des évidements. 13. Plaque de protection du genou selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisée en ce qu'elle est réalisée dans un matériau choisi parmi l'éthylène acétate de vinyle, les silicones et les polyuréthannes entre autres. 14. Plaque de protection du genou selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle est réalisée en éthylène acétate de vinyle. 15. Procédé de réalisation d'une plaque de protection du genou selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à découper une plaque dans un panneau de matière appropriée, chauffer la plaque, comprimer à froid la plaque chauffée, à l'aide d'un outil muni d'une empreinte consistant en nervures complémentaires des rainures de la plaque. 16. Procédé de réalisation d'une plaque de protection du genou selon la revendication 15, caractérisé en ce la plaque est chauffée par étuvage. 17. Procédé de réalisation d'une plaque de protection du genou selon la revendication 15, caractérisé en ce la plaque est chauffée par projection d'air chaud. 18. Utilisation d'une plaque de protection du genou selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, avec la face (2) comportant les coussins faisant face au genou. 19. Utilisation d'une plaque de protection du genou selon la revendication 3, avec les coussins de dimension minimale situés dans une zone de la plaque décalée en direction de la cuisse (24) de l'utilisateur par rapport à la zone médiane de la plaque.