Brevet FR2802438A1 — publié le 20010622

PLANCHE DE GLISSE Domaine technique L'invention se rattache au domaine des sports de glisse, et plus précisément aux sports de glisse se pratiquant avec une planche telle que le skis alpin, ou le monoski. Elle concerne plus précisément une structure de planche dans laquelle sont intégrées un ou plusieurs éléments de matériau viscoélastique, conférant des propriétés mécaniques se traduisant par un comportement très amorti de la planche. Tech niq u c5--a-ntérieure De façon générale, on considère qu'une planche de glisse et généralement un ski alpin, se décompose en plusieurs zones longitudinales, à savoir, une zone spatule et une zone talon qui encadrent une zone patin sur laquelle est destinée à être montée la fixation assurant le maintien de la chaussure du pied de l'utilisateur sur la planche. De multiples structures ont déjà été proposées pour optimiser certaines propriétés de la planche. Ainsi, de façon générale, un ski alpin présente une structure qui comprend un ensemble inférieur comportant une semelle formant surface de glisse, cette semelle étant bordée de carres métalliques. Cet ensemble inférieur peut éventuellement comporter un élément de renfort inférieur généralement constitué de fibres de verre, de carbone ou analogue. Au-dessus de cet ensemble inférieur repose un noyau qui peut être réalisé soit à partir d'un matériau massif tel que du bois, soit être en une mousse de polyuréthanne obtenue par injection. Dans une première catégorie de skis dit "skis à chants", le noyau peut être bordé par deux éléments de renforcement formant les chants latéraux, et permettant 1 . la transmission des appuis depuis la face supérieure de la planche jusqu'à destination des carres. Dans une autre catégorie de skis, appelée "skis à coque", le noyau présente une section de forme légèrement trapézoïdale, les faces latérales de la planche étant constituées par les bords de la coque. On connaît également une troisième catégorie de skis dans lesquels les faces latérales de la planche sont constituées en partie par des éléments de renforcement, et en partie par les bords de la coque, tel que notamment décrit dans le document FR 2 683 734. De façon connue, une planche comprend également un ensemble supérieur comprenant au moins un élément de renfort supérieur fibreux, et une couche extérieure de protection en matière plastique. Dans le cas d'un ski dit "à coque", l'élément de renfort supérieur fibreux et la couche extérieure de protection se prolongent sur les faces latérales de la planche jusqu'à proximité des carres. On a déjà proposé, et notamment dans le document FR 2 476 495, d'incorporer à l'intérieur de la structure d'une planche un élément en matériau viscoélastique destiné à amortir une partie des vibrations se propageant sur la planche. Plus précisément, le ski décrit dans le document précité inclut plusieurs éléments amortisseurs disposés à l'intérieur de la partie inférieure du noyau, en contact avec un élément de renfort inférieur. Par ailleurs, on a également proposé, et notamment dans le document FR 2 575 393, d'équiper la face supérieure du ski d'un dispositif amortisseur de vibrations constitué d'une couche de matériau viscoélastique contraint par au moins une plaque à haut module d'élasticité. Du fait que cet élément amortisseur est situé sur la face supérieure du ski, il peut être sujet à des dégradations consécutives à des coups de carres et autres chocs. Un problème que se propose de résoudre l'invention est celui de l'optimisation de la disposition d'éléments amortisseurs en matériau viscoélastique à l'intérieur de la structure du ski, tout en permettant de conserver une certaine vivacité de la planche. Exp-Q5é-de l'invention L'invention concerne donc une planche de glisse constituée d'une zone spatule et d'une zone talon encadrant une zone patin, présentant une marque permettant de localiser la position du milieu de la chaussure, la structure de ladite planche comprenant: * un ensemble inférieur comportant une semelle bordée de carres, et éventuellement un élément de renfort inférieur fibreux ; # un noyau éventuellement bordé par deux éléments de renforcement # un ensemble supérieur comprenant au moins un élément de renfort supérieur fibreux, et une couche extérieure de protection en matière plastique. Une telle planche se caractérise en ce queelle comporte également au moins une bande de matériau viscoélastique disposée à l'intérieur de l'ensemble supérieur, au-dessus d'au moins un élément de renfort supérieur fibreux, et en ce que cette bande de matériau viscoélastique est intégralement distante d'au moins 300 millimètres de la position du milieu de la chaussure. Autrement dit, le ski conforme à l'invention comporte au moins un élément en matériau viscoélastique qui se trouve situé par dessus l'élément de renfort fibreux clé l'ensemble supérieur, dans une zone située juste à l'avant de la butée avant de la fixation pour ne pas amortir trop globalement la planche, cette zone recevant notamment au cours du virage, la majorité des appuis exercés par le skieur. Cet élément en matériau viscoélastique est intégré à l'intérieur de l'ensemble supérieur et positionné au-dessus de l'élément de renfort supérieur, de sorte que lorsque la planche se cintre, l'élément en matériau viscoélastique subit un cisaillement qui absorbe une partie des vibrations, alors que le renfort fibreux supérieur, qui reste au contact du noyau continue à jouer son rôle de rigidificateur mécanique. On a constaté que de façon surprenante un tel ski est convenablement amorti si la bande viscoélastique est située à l'avant de la butée de la fixation, et que le ski reste toutefois particulièrement réactif pour une pratique sportive agressive. Plusieurs architectures sont possibles à l'intérieur même de la structure de la planche. Ainsi, dans une première forme de réalisation, la planche peut ne comporter qu'un seul renfort fibreux supérieur et l'élément viscoélastique se trouve interposé entre cet élément de renfort et la couche supérieure de protection. Dans une autre forme de réalisation, l'élément supérieur peut comporter deux éléments de renfort fibreux, la bande en matériau viscoélastique étant alors disposée entre ces deux éléments de renfort. Dans ce dernier cas de figure, on observe un cisaillement plus important au sein du matériau viscoélastique, ce qui induit un amortissement supérieur. Par ailleurs, la bande de matériau viscoélastique peut avantageusement en pratique avoir une longueur mesurée dans la direction longitudinale du ski comprise entre 40 et 300 millimètres. Avantageusement en pratique, la bande en matériau viscoélastique peut s'étendre en largeur sur la quasi totalité de la couche extérieure de protection, jusqu'à proximité des arêtes supérieures des éléments de renforcement latéraux de la planche lorsque celle-ci en comporte, ou jusqu'à proximité des carres dans le cas d'un ski "coque". La bande de matériau viscoélastique peut également occuper une fraction seulement de la largeur de la planche, et présente alors une largeur, mesurée selon la direction latérale du ski supérieure à 20 millimètres. Avantageusement en pratique, la planche peut comporter deux bandes de matériau viscoélastique situées respectivement dans la zone spatule et dans la zone talon, c'est-à-dire à une distance d'au moins 300 millimètres de la marque du milieu de chaussure. Selon une autre caractéristique de l'invention, au moins une des bandes en matériau viscoélastique peut être située de façon asymétrique par rapport à l'axe longitudinal médian de la planche. Description sommaire des figures La manière de réaliser l'invention ainsi que les avantages qui en découlent ressortiront bien de la description des modes de réalisation qui suivent, à l'appui des figures annexées dans lesquelles : La figure 1 est une vue en perspective sommaire d'un ski conforme à l'invention, équipé de deux éléments en matériaux viscoëlastique. La figure 2 est une vue en coupe selon le plan Il-Il' de la figure 1. La figure 3 est une vue identique à la précédente d'un autre mode de réalisation de l'invention. Les figures 4 à 6 sont des coupes transversales de skis réalisés selon des variantes d'exécution, effectuées à un niveau où est présent un élément en matériau viscoélastique. Manière de réaliser l'invention Comme déjà dit, l'invention concerne une planche de glisse de façon générale, telle qu'un ski alpin, ou un monoski. Dans la suite de la description, l'invention sera précisément décrite pour son application au ski alpin, mais la transposition à d'autres types de planches de glisse se fera sans difficulté particulière pour un homme du métier. Ainsi, un ski (1) tel qu'illustré à la figure 1 comprend essentiellement une zone spatule (2) à l'avant, une zone talon (3) à l'arrière, et une zone patin (4) située entre la zone spatule (2) et talon (3). De façon habituelle, on positionne dans la zone patin (4) une marque (5) figurant le milieu de la chaussure de l'utilisateur. Cette marque (5) permet de déterminer la position des butée et talonnière de la fixation qui seront montées ultérieurement, et qui ne sont pas représentées à la figure 1. La position de la chaussure sur un ski est un paramètre important défini par le constructeur en fonction des raideurs, des surfaces de contact, des lignes de cotes, des inerties et d'autres paramètres du ski. La chaussure est donc destinée à être placée à un endroit bien précis identifié par une marque représentant le plus souvent, le milieu de la chaussure. Bien entendu, cette marque d'un milieu de chaussure (5) peut être remplacée par une marque d'arrière ou d'avant de chaussure dont la position se détermine par rapport à la position du milieu de chaussure en fonction des différentes pointures. Comme illustré à la figure 2, la structure d'un ski conforme à l'invention comprend un ensemble inférieur (10) constitué essentiellement d'une semelle de glisse (l 3) bordée latéralement par des carres métalliques (l 1, 12). Cet ensemble inférieur (10) peut également comprendre un renfort inférieur (14) réalisé généralement en matière fibreuse, et qui est destiné à conférer une certaine rigidité supplémentaire au ski. La planche illustrée à la figure 2, comprend également un noyau (l 5) qui peut être réalisé soit en un matériau massif tel que du bois, soit alors conforrnément à d'autres procédés de fabrication, par une injection d'une mousse. Dans ce dernier cas, le noyau (l 5) est constitué d'une mousse de polyuréthanne réalisée à partir de la réaction chimique qui a lieu entre un polyol et un isocyanate. Comme illustré à la figure 2, le noyau peut être bordé latéralement par des éléments de renforcement (16, 17), qui forment les chants latéraux du ski et dont la fonction essentielle est de transmettre efficacement les appuis exercés depuis la face supérieure du ski en direction des carres (l 1, 12). Bien évidemment, l'invention n'est pas limitée à la forme de géométrie à section rectangulaire tel qu'illustré à la figure 2, mais couvre aussi d'autres variantes qui sont décrites plus avant. Comme illustré à la figure 2, la planche confonne à l'invention comprend également un ensemble supérieur (20) qui inclut un élément de renfort fibreux (2 1), disposé au-dessus du noyau (15) et éventuellement des éléments de renforcement latéraux (l 6, 17). Cet élément de renfort supérieur (21), généralement réalisé en un matériau fibreux, très souvent en un tissu de fibres de verre enduites, confère au ski une certaine rigidité et une résistance à la fois à la torsion et à la flexion. 1 Cet ensemble supérieur (20) comprend également une couche extérieure de protection (22), généralement réalisée en matière plastique, et dont la fonction est d'une part, de protéger la structure interne du ski des différents impacts ou chocs que le ski peut subir, et d'autre part, de supporter éventuellement le décor de la planche qui peut être réalisé selon différents procédés ne rentrant pas dans le cadre de l'invention. Conformément à une caractéristique de l'invention, l'ensemble supérieur (20) inclut un élément (30) en matériau viscoélastique ayant un coefficient d'amortissement situé entre 0,4 et 1,2. Cet élément (30) en matériau viscoélastique se présente sous la forme d'une bande de quelques dixièmes de millimètres d'épaisseur, c'est-à-dire de 0,4 millimètres jusqu'à 2 millimètres. Selon une autre caractéristique de l'invention, cette bande (30, 31) est disposée à l'intérieur de la structure , et positionnée de telle manière qu'elle est située hors de la zone patin (4), c'est-à-dire intégralement distante d'au moins 300 millimètres de la marque (5) du milieu de chaussure. Cela signifie que, comme illustré à la figure 1, la distance L, séparant la marque (5) de milieu de chaussure de l'extrémité arrière (32) de la bande (30) est supérieure à 300 millimètres. De la même manière, l'extrémité (33) la plus avant de la bande (31) située à l'arrière de la zone patin (4) se trouve à une distance L2 supérieure à 300 millimètres de la marque (5) de milieu de chaussure. Préférentiellement, les distances LI et L2 sont situées entre 300 et 400 millimètres, ce qui permet d'obtenir un amortissement et un comportement du ski particulièrement appréciables. En pratique, la longueur 1 de la bande (30, 3 1) peut être comprise entre 40 et 300 millimètres, et est préférentiellement voisine de 200 millimètres. Conformément à une autre caractéristique de l'invention, la bande en matériau viscoélastique caractéristique peut occuper dans la zone considérée, tout ou partie de la largeur de la planche. Ainsi, comme illustré à la figure 2, la bande (30) présente une largeur voisine de 20 millimètres. A l'inverse, la figure 3 illustre une bande (3 1) dont la largeur est identique à celle de la couche extérieure de protection formant coque, ce qui signifie que la bande (3 1) s'étend en largeur jusqu'aux arêtes supérieures (24, 25) des éléments de renforcement latéraux (16, 17). Bien entendu, des largeurs intermédiaires peuvent être choisies en fonction des caractéristiques d'amortissement souhaitées, et en fonction des matériaux utilisés et de la géométrie de la planche. Ainsi, comme illustré à la figure 4, le ski peut être du type à "coque" dans 1 . lequel l'ensemble supérieur se prolonge au-delà de la face supérieure de la planche pour couvrir les bords latéraux de celle-ci Jusqu'à proximité des carres (11, 12). Dans ce cas, l'élément (40) en matériau viscoélastique peut également s'étendre sur tout ou partie de la largeur de la planche. Ainsi, à la figure 4, l'élément (40), de quelques centimètres de large, est situé au centre de la planche. Dans ce cas, le noyau (15) comporte une cavité (41) correspondant sensiblement aux dimensions de l'élément en matériau viscoélastique. Selon une autre caractéristique de l'invention, l'ensemble supérieur (10), comme tel qu'illustré à la figure 5, peut comprendre deux éléments de renfort supérieurs superposés (45, 46), situés en dessous de la couche de protection (22). De tels éléments de renfort (45, 46) peuvent s'étendre sur toute la largeur de la planche, mais peuvent également être présents que sur la majeure partie de cette largeur, sans déboucher latéralement. Ainsi, dans ce cas, l'élément en matériau viscoélastique (50) peut avantageusement être inséré entre les deux éléments de renfort (45, 46). De la sorte, l'élément (50) est le siège de phénomènes de cisaillement importants lorsque la planche se cintre, et que les deux éléments de renfort (45, 46) ont tendance à se déplacer relativement l'un par rapport à l'autre. Comme pour les autres variantes, et comme illustré à la figure 6, l'élément (5 1) en matériau viscoélastique peut s'étendre sur la totalité de la largeur de la planche ou bien encore sur une largeur vaniable, calculée de façon optimale en fonction des propriétés d'amortissement souhaitées. Bien évidemment, la structure à double élément de renfort supérieur (45, 46) peut être employée dans des structures de ski à "coque" non représentées, ainsi que dans des structures mixtes de planches, telles qu'illustrées à la figure 3. De telles structures mixtes incluent à la fois des éléments de renforcement latéraux (16, 17) en partie basse des faces latérales du ski, ainsi qu'une structure à "coque" dans laquelle l'ensemble supérieur (22) se prolonge latéralement au-delà de la face supérieure du ski pour occuper une partie des faces latérales de la planche. Bien évidemment, la combinaison montrée à la figure 1, est faite à titre d'exemple, et l'invention ne se limite pas aux cas de figures dans lesquelles la planche comporte deux bandes en matériau viscoélastique situées à l'avant et à l'arrière de la marque du milieu de chaussure. En effet, une seule bande située soit à l'avant soit à l'arrière peut procurer les avantages de l'invention, sous réserve qu'elle soit située intégralement à une distance de plus de 300 millimètres de la marque du milieu de chaussure. Différentes largeurs de bandes peuvent être mixées à l'intérieur d'une même planche sans sortir du cadre de l'invention. Il ressort de ce qui précède que la planche de glisse conforme à l'invention présente de multiples avantages et notamment une optimisation des capacités d'amortissement et d'absorption des vibrations, tout en conservant une bonne capacité à une conduite dynamique et agressive du ski. Bien que non illustrés en détail, les enseignements décrits pour un ski alpin peuvent se transposer aisément à un monoski. REVENDICATIONS I/ Planche de glisse (1) constituée d'une zone spatule (2) et d'une zone talon (3) encadrant une zone patin (4) présentant une marque (5) permettant de localiser la position du milieu de la chaussure, la structure de ladite planche comprenant : + un ensemble inférieur (10) comportant une semelle (13) bordée de carres (11, 12), et éventuellement un élément de renfort inférieur fibreux (14) ; * un noyau (15) éventuellement bordé par deux éléments de renforcement (16, 17) ; + un ensemble supérieur (20) comprenant au moins un élément de renfort supérieur fibreux (2 1), et une couche extérieure de protection (22) en matière plastique, caractérisée en ce qu'elle comporte également au moins une bande (30, 3 1) de matériau viscoélastique disposée à l'intérieur de l'ensemble supérieur (20), au- dessus d'au moins un élément de renfort supérieur fibreux (2 1), et en ce que cette bande (30, 31) de matériau viscoélastique est intégralement distante (L,, L2) d' au moins 300 millimètres de la position (5) du milieu de la chaussure. 2/ Planche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bande (30, 3 1) de matériau viscoélastique a une longueur f mesurée dans la direction longitudinale du ski, comprise entre 40 et 300 millimètres. Y Planche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bande (30, 3 1) de matériau viscoélastique a une largeur mesurée dans la direction latérale du ski, supérieure à 20 millimètres. 4/ Planche selon la revendication 1, caractérisée en ce que la bande (30, 31) de matériau viscoélastique s'étend en largeur sous la quasi totalité de la couche extérieure de protection. 51 Planche selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la bande (30, 3 1) de matériau viscoélastique est située entre le renfort supérieur fibreux (2 1) et la couche extérieure de protection (22) en matière plastique. 6/ Planche selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'ensemble supérieur comporte deux éléments de renfort fibreux (45, 46), et en ce que la bande (50) en matériau viscoélastique est disposée entre les deux éléments de renfort fibreux (45, 46). V Planche selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisée en ce qu'elle comporte deux bandes de matériau viscoélastique situées respectivement en avant (30) et en arrière (3 1) de la marque (5) du milieu de chaussure. 8/ Planche selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la bande viscoélastique est située de façon asymétrique par rapport à l'axe longitudinal médian de la planche.