Brevet FR2799103A1 — publié le 20010406

L'invention concerne la réalisation d'un casque de protection crânio-cérébrale mieux adapté l'anatomie du humain. Les casques de protection actuels ont - deux composantes qui doivent répondre â des exigences de sécurité biomécanique 1. une coque externe - appelée par la suite "la coque" - qui assure, lors d'un impact, la distribution de l'énergie délivrée à une surface plus grande que celle intéressée par le choc externe. Elle assure aussi une résistance accrue à la pénétration de la calotte et le glissement du casque sur différentes surfaces en cas d'accident ; 2. une coiffe intermédiaire - appelée par la suite "la coiffe" - destinée à l'absorption d'énergie par son écrasement en cas d'impact ; - une composante interne aussi appelée rembourrage de confort, destinée à améliorer le confort de l'utilisateur. Certains casques ont également des coques intermédiaires, situées dans l'épaisseur de la coiffe. La notion de coque tel qu'employée dans cette description couvre aussi bien la coque externe que toute autre coque intermédiaire. Le crâne comporte deux segments : le neuro-crâne qui contient le cerveau et le viscèro-crâne qui représente le squelette de la face. Le neuro-crâne est constitué par la voûte crânienne et par la base du crâne. Autant l'épaisseur (moins de 2 millimètres dans la région temporale antérieure ; presque 10 millimétres dans la région pariétale) que le rayon de courbure de la voûte crânienne varient beaucoup d'une zone à l'autre et sont résponsables d'importantes variations de sa résistance. Cet aspect n'est pas intégré dans la conception des casques actuels. Le casque selon l'invention a l'avantage d'exercer sur le crâne en cas d'impact une pression différenciée en fonction de la résistance des différentes régions de la voûte crânienne. A cette fin il présente une coque dure et une coiffe avec des zones de basse résistance à l'écrasement molles - en regard des zones fragiles du crâne humain, et des zones de haute résistance à l'écrasement - dures - en regard des zones de résistance maximale du crâne humain. Par la juste répartition des zones dures et molles de la coiffe on obtient pour un volume et un poids similaire, un casque beaucoup plus efficace qu'un casque actuel. La figure 1 représente à titre d'exemple non limitatif une vue latérale gauche de la portion correspondant à la voûte crânienne d'une variante de casque de protection. Les zones fragiles du sont représentées par les régions temporales antérieures (1), la ligne médiane et les régions paramédianes (2), en particulier frontales (3) et occipitales (4). Les zones de résistance maximale du crâne sont représentées à leur tour par les deux piliers fronto-latéraux (5), les deux piliers rétro-auriculaires (6) et les deux régions pariétales (7). Les zones de la coiffe ayant une haute résistance à l'écrasement peuvent être situées en regard d'au moins deux des six zones de résistance maximale du crâne. Elles peuvent aussi être situées en regard d'au moins quatre des six zones de résistance maximale du crâne. A fin de répartir d'une manière différenciée la pression exercée sur le crâne en cas d'impact, la coiffe du casque selon l'invention a une densité, voir une dureté, variable et adaptée la résistance du crâne en dessous. Dans une première catégorie de solutions techniques la présente invention concerne l'augmentation de la dureté ou de la densité de la coiffe en regard des zones de résistance maximale du crâne et l'emploi de différentes structures à dureté supérieure à la dureté du matériau de base de la coiffe, situées dans l'épaisseur de la coiffe ou en dehors de son épaisseur, sur sa face externe et en proximité de la coque du casque ou sur sa face interne et en proximité de la tête, voir étant solidaires ou faisant partie intégrante de la coque ou respectivement du rembourrage de confort. Ces structures dures peuvent emmagasiner par leur écrasement plus d'énergie que le matériau de base de la coiffe. Ainsi, le terme de coiffe utilisé dans cette description correspond à l'ensemble des structures du casque qui sont destinées à l'absorption d'énergie par leur écrasement en cas d'impact, et pas seulement la coiffe intermédiaire dans le sens classique du terme. A titre d'exemple non limitatif, l'augmentation de la résistance à l'écrasement en regard des zones de résistance maximale du crâne peut être obtenue par - La modification de la densité du même matériau ou l'emploi de matériaux expansés avec une dureté différente. - Ainsi, la coiffe située en regard des zones de résistance maximale du crâne humain peut avoir, sur au moins le quart externe de son épaisseur, une densité voir une dureté d'au moins 40% supérieure à la densité, voir à la dureté, du reste de la coiffe. - Dans une autre variante la coiffe située en regard des zones de résistance maximale du crâne humain a, sur au moins le quart externe de son épaisseur, une densité voir une dureté d'au moins 60% supérieure à la densité, voir à la dureté, de la partie interne de la coiffe située en regard des zones fragiles du crâne. - Dans une autre variante la coiffe située en regard des zones de résistance maximale du crâne humain a, sur au moins la moitié externe de son épaisseur, une densité voir une durete d'au moins 100% supérieure à la densité, voir à la dureté, de la partie interne de la coiffe située en regard des zones fragiles du crâne humain. Quand la coiffe est constituée par des segments réalisés en même matériau avec une densité différente, la notion de dureté est superposable à celle de la densité. Dans le cas contraire ou en cas d'utilisation des inclusions tel que décrites plus bas, la notion de dureté correspond mieux aux résultats recherchés par cette invention, que la notion de densité. - L'inclusion des structures déformables en cas d'impact violent, faites d'un matériau plastique, verre, métal ou autres, ayant une dureté supérieure à la dureté du matériau de base de la coiffe, incluses au moins partiellement dans l'épaisseur de la coiffe. Ces structures peuvent avoir des formes variées (sphérique, en coupole, en U, en T, en M) et peuvent avoir au moins une dimension supérieure à 5 mm. La dureté de ces structures est de préférence d'au moins 50% supérieure à la dureté du matériau de base de coiffe. Ces structures sont concentrées en regard des zones de résistance maximale du crâne humain. - Dans une variante, la densité des inclusions situées dans la moitié externe de la coiffe en regard des zones résistance maximale du crâne humain est au moins deux fois supérieure à la densité des inclusions situées dans la moitié interne de la coiffe en regard des zones fragiles du crâne humain Dans une deuxième catégorie de solutions techniques la présente invention concerne la diminution de la résistance â l'écrasement de la coiffe située en regard des zones fragiles du crâne. A titre d'exemple non limitatif, la diminution de la résistance à l'écrasement en regard des zones fragiles du crâne peut être obtenue par - La répartition adéquate des sillons réalisés sur au moins une des surfaces de la coiffe, ou des cavités situées dans l'épaisseur de la coiffe. Ainsi la coiffe située en regard des zones fragiles du crâne humain présente des sillons sur au moins une de ses surfaces, voir des cavités dans son épaisseur, et ces sillons ou cavités sont moins importantes, voir absentes en regard des zones de résistance maximale du crâne humain. La conformation des sillons peut réaliser un aspect ondulé de la coiffe sur au moins une section perpendiculaire au crâne. Dans une variante le volume des sillons, voir des cavités, représente plus de 20% du volume délimité entre la tête et la coque externe du casque en regard des zones fragiles du crâne humain et moins de 20% du volume délimité entre tête et la coque externe du casque en regard des zones de résistance maximale du crâne humain. La coiffe du casque selon l'invention peut être réalisée, à titre d'exemple non limitatif à de polystyrène expansé, polyéthylène expansé, polypropylène expansé, mousse de polyuréthanne ou autre produits et toute combinaison entre ces matériaux. Le casque selon l'invention peut être intégral ou non intégral et est destiné particulièrement mais exclusivement à l'utilisation dans les domaines civils (motocyclette - essais, compétition et usagers ; automobiles - essais, compétition ; vélo - compétition, usagers ; autres sports - rouer, skateboard, sports dhiver ; milieu industriel). REVENDICATIONS 1. Un casque de protection crânio-cérébrale mieux adapté l'anatomie du crâne humain caractérisé en ce que la coiffe intermédiaire - appelée par suite "la coiffe" - a des zones de basse résistance à l'écrasement - molles - en regard des zones fragiles du crâne humain, représentées par les régions temporales antérieures (1), la ligne médiane et les régions paramédianes (2), en particulier frontales (3) et occipitales (4), et des zones de haute résistance à l'écrasement - dures - en regard d'au moins deux des six zones de résistance maximale du crâne humain, représentées à leur tour par les deux piliers fronto- latéraux (5), les deux piliers rétro-auriculaires (6) et les deux régions pariétales (7), et présente ainsi une capacité accrue d'absorption d'énergie par son écrasement en cas d'impact violent, tout en protégeant mieux les zones fragiles du crâne humain. 2. Un casque de protection crânio-cérébrale conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que la coiffe située en regard des zones de résistance maximale du crâne humain a, sur au moins le quart de son épaisseur, une densité voir une dureté d'au moins 40% supérieure à la densité voir à la dureté du reste de la coiffe. 3. Un casque de protection crânio-cérébrale conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que la coiffe située en regard des zones de résistance maximale du crâne humain a, sur au moins le quart externe de son épaisseur, une densité @ une dureté d'au moins 60% supérieure à la densité voir à la dureté de la partie interne de la coiffe située en regard des zones fragiles du crâne humain. 4. Un casque de protection crânio-cérébrale conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que la coiffe située en regard des zones de résistance maximale du crâne humain a, sur au moins la moitié externe de son épaisseur, une densité voir une dureté d'au moins 100% supérieure à la densité voir à la dureté de la partie interne de la coiffe située en regard des zones fragiles du crâne humain. 5. Un casque de protection crânio-cérébrale conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que la coiffe située en regard des zones de résistance maximale du crâne humain contient des structures déformables en cas d'impact violent et plus dures que le matériau de base de la coiffe. 6. Un casque de protection crânio-cérébrale conforme à la revendication 5 caractérisé en ce que la dureté des inclusions est d'au moins 50% supérieure à la dureté du matériau de base de la coiffe et la densité des inclusions situées dans la moitié externe de la coiffe et en regard des zones de résistance maximale du crâne humain est au moins deux fois supérieure la densité des inclusions situées dans la moitié interne de la coiffe et en regard des zones fragiles du crâne humain. 7. Un casque de protection crânio-cérébrale conforme aux revendications 1 6 caractérisé en ce que les structures dures, avec une haute résistance à l'écrasement et capables d'emmagasiner plus d'énergie en cas d'impact violent, sont solidaires voir font partie du rembourrage de confort, voir de la coque du casque. 8. Un casque de protection crânio-cérébrale conforme à la revendication 1 caractérisé en ce que la coiffe intermédiaire située en regard des zones fragiles du crâne humain présente des sillons sur au moins une de ses surfaces, voir des cavités dans son épaisseur, et que ces sillons ou cavités sont moins importantes, voir absentes en regard des zones de résistance maximale du crâne humain. 9. Un casque de protection crânio-cérébrale conforme à la revendication 8 caractérisé en ce que le volume des sillons, voir des cavités, représente plus de 20% du volume délimité entre la tête et la coque externe du casque en regard des zones fragiles du crame humain et moins de 20% du volume délimité entre la tête et la coque externe du casque en regard des zones de résistance maximale du crâne humain. 10. Un casque de protection crânio-cérébrale conforme aux revendications 8 9 caractérisé en ce que la conformation des sillons réalise un aspect ondulé de la coiffe sur au moins une section perpendiculaire au crâne.