Brevet FR2829909A1 — publié le 20030328

PROCEDE DE FABRICATION D'UN MODULE PREFORME POUR SEMELLE THERMOFORMEE. MODULE PREFORME ET SEMELLE THERMOFORMEE La présente invention concerne un procédé de fabrication d'un module préformé pour semelle thermoformée, un module préformé obtenu selon ces procédés et une semelle thermoformée fabriquée à partir de ce module préformé. Dans le cadre de la présente demande, le terme "préformé" regroupe tout volume de matière obtenu directement par moulage ou par enlèvement de matière. Il existe de nombreux types de semelles de podologie, orthopédiques, de confort ou à usage technique. Ces semelles s'adressent aussi bien aux adultes qu'aux enfants et se présentent par exemple sous forme de demi-semelles ou de semelles entières, planes ou en relief. Ces semelles peuvent comporter un renfort en résine, en bois de placage et/ou en papier bakélisé. Les caractéristiques de ces semelles sont définies en fonction de leurs applications telles que par exemple thérapeutiques pour des pathologies diverses notamment pour des pieds diabétiques, rhumatoïdes, hyper algiques, de confort ou techniques par exemple pour améliorer les performances de sportifs. Ces semelles sont fabriquées en mono ou multimatières, en mono ou multicouches, en mono ou multidensités. Les matières couramment utilisées sont par exemple le liège aggloméré, le liège caoutchouc, le liège Latex@, la mousse Polyoléfine réticulée, la mousse de Latex@, la mousse EVA (Ethyl Vinyl Acétate), la résine et les mélanges de caoutchouc, de polymère, de plastifiant et de granulés de liège. Les semelles en relief doivent avoir une forme particulièrement bien adaptée à la fois à la morphologie des pieds et à la forme intérieure des chaussures. Un premier procédé d'obtention de ces semelles en relief consiste à réaliser des semelles monobloc en partant d'un bloc de matière suffisamment épais pour permettre le façonnage de la semelle en relief Ce façonnage doit permettre à la semelle en relief de répondre à un cahier des charges très précis dépendant notamment de la morphologie du pied, de la forme intérieure de la chaussure et d'une application définie. Selon le niveau d'expertise de la personne réalisant ce façonnage, il peut être réalisé manuellement à l'aide d'une râpe, d'un rifloir et de papier de verre ou, pour les personnes plus expérimentées, à l'aide d'un touret muni d'un rouleau de papier de verre rotatif, de râpes et ponceuses rotatives de diamètres différents. Le façonnage consiste à sculpter en trois dimensions le bloc de matière d'après une image du pied mémorisée par l'exécutant et en tenant compte également de la déformation en trois dimensions de ce pied. Ce façonnage se basant sur des données empiriques directement liées à l'expérience de l'exécutant et à un savoir-faire extrêmement complexe, il reste du domaine de l'artisanat et nécessite l'intervention de personnels hautement qualifiés. Le façonnage est donc long, fastidieux et coûteux à réaliser. De plus, de part les difficultés rencontrées pour réaliser un façonnage de qualité, les semelles fabriquées correspondent rarement au cahier des charges ce qui conduit à un nombre d'échecs en matière de port de semelles orthopédiques très élevé. Des tentatives d'automatisation de ce façonnage ont été faites au moyen de fraiseuses à commande numérique mais sans résultat concluant. En effet, ce façonnage automatisé implique toujours de partir d'un bloc de matière, d'en prélever une grande partie afin d'obtenir la semelle en relief. La quantité de déchet générée étant importante et souvent voisine de 80% de la quantité de matière du bloc de départ, le coût matière de ce procédé est très élevé. De plus le façonnage automatisé ne permet pas de s'affranchir de l'étape de reprise qui reste manuelle, longue et coûteuse. Cette dernière consiste en la finition de l'état de surface, la réalisation des contours et des contre-dépouilles. De plus, un bon professionnel effectue ce façonnage deux fois plus vite que les machines existantes et l'investissement nécessaire pour l'acquisition de ce type de machine n'est pas à la portée de tous les professionnels. Un second procédé d'obtention de ces semelles en relief consiste à utiliser une base support en cuir ou en matériau synthétique sur laquelle on colle un ou plusieurs éléments de correction, de stimulation ou de confort, par exemple en liège. On recouvre ensuite la semelle en relief d'une feuille de revêtement par exemple en cuir. Pour adapter ces semelles en relief à leur cahier des charges, on façonne l'élément de correction pour le modifier. Cette opération revient à réaliser un façonnage et présente les mêmes inconvénients que le procédé précédent. Pour pallier à ces inconvénients et pour profiter de révolution des matériaux et des technologies, un autre procédé d'obtention de semelle a été développé et est notamment décrit dans la publication FR-A-2 592 788. Ce procédé consiste à thermoformer une ébauche plane réalisée dans un matériau thermoformable, facilement déformable à une température de l'ordre de 60 à 120 C. Ce thermoformage est réalisé au moyen d'une machine à thermoformer avec pompe à vide, par exemple sur poche sous vide de type Feet print@ ou du type Poussou@ à partir de l'empreinte d'un pied, sur moulage plâtre ou sur forme standard à l'aide d'un système de pressage. Le thermoformage est effectué sur une ébauche fine ou épaisse. Dans le cas d'une ébauche fine, des morceaux complémentaires seront collés sur l'ébauche thermoformée puis l'ensemble devra subir une opération de reprise. Dans le cas d'une ébauche épaisse, l'ébauche thermoformée devra être façonnée comme dans un procédé traditionnel en partant d'un bloc de matière. L'opération de reprise consiste à enlever de la matière pour adapter l'ébauche et obtenir une semelle prête à l'emploi. Cette opération de reprise permet ainsi d'adapter chaque semelle à la morphologie du pied, à la forme intérieure de la chaussure et à une application définie. De ce fait, chaque semelle étant unique, il n'est pas possible d'automatiser les opérations de reprise qui de plus sont obligatoirement réalisées manuellement et nécessitent, comme pour le procédé précédent un savoir-faire extrêmement pointu basé sur des données empiriques. La fabrication de ces semelles est par conséquent fastidieuse, longue, coûteuse et nécessite l'intervention de personnels hautement qualifiés. La présente invention vise à pallier tous les inconvénients décrits ci-dessus en proposant un procédé de fabrication d'un module préformé pour semelle thermoformée évitant les étapes de façonnage et de reprise manuelle, ce procédé étant simple à mettre en oeuvre, rapide, économique et permettant d'obtenir en une seule opération une semelle thermoformée d'une qualité dimensionnelle et structurelle optimale pour un confort maximum du pied de l'utilisateur. Dans ce but, l'invention concerne un procédé du genre indiqué en préambule, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une étape de modélisation numérique du volume d'un module préformé destiné à être thermoformé en vue d'obtenir une semelle thermoformée adaptée à la morphologie d'un pied, à la forme intérieure d'une chaussure et à une application définie, et en ce qu'il comprend au moins une étape de fabrication dans un matériau thermoformable du module préformé correspondant au volume modélisé. Le module préformé est avantageusement fabriqué au moyen d'au moins une technique choisie dans le groupe comprenant au moins la découpe, l'injection, le moulage et l'usinage. Selon un mode de réalisation préféré, on découpe dans un matériau thermoformable d'épaisseur sensiblement constante une ébauche plane comportant deux faces sensiblement parallèles, une face supérieure destinée à venir en regard du pied, une face inférieure destinée à venir en regard du fond de la chaussure, l'ébauche plane étant délimitée par un contour sensiblement perpendiculaire aux faces supérieure et inférieure. On met en forme avantageusement le volume, le contour et au moins une des faces supérieure et inférieure de l'ébauche plane de manière à obtenir le module préformé prêt à être thermoformé. On réalise de préférence l'ébauche plane de manière au moins partiellement automatisée selon le volume modélisé en utilisant au moins une technique choisie dans le groupe comprenant au moins le meulage, le détourage, le fraisage, la découpe au laser, la découpe par jet d'eau, le moulage ou l'injection. L'invention concerne également un module préformé réalisé selon le procédé tel que défini ci-dessus, caractérisé en ce que son épaisseur est variable et son volume est agencé pour correspondre sensiblement au volume modélisé. De manière avantageuse, ce module préformé est réalisé dans au moins un matériau thermoformable choisi dans le groupe comprenant au moins la mousse Polyoléfine réticulée, la mousse Latex@, la mousse EVA (Ethyl Vinyl Acétate), la résine et les mélanges de caoutchouc, de polymère, de plastifiant et de granulés de liège. Il peut comporter une ou plusieurs couches de matériaux différents et/ou des couches de densités différentes. L'invention concerne enfin une semelle thermoformée adaptée à la morphologie d'un pied, à la forme intérieure d'une chaussure et à une application définie, caractérisée en ce qu'elle est fabriquée à partir d'un module préformé tel que défini ci-dessus. Cette semelle thermoformée est avantageusement obtenue par thermoformage du module préformé à partir de l'empreinte d'un pied. La présente invention et ses avantages apparaîtront mieux dans la description suivante d'exemples de réalisation, en référence aux dessins annexés, dans lesquels : les figures 1 A et 1 B représentent respectivement une vue en coupe de l'ébauche plane et une vue de dessus du module préformé selon un premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 2 représente une vue de dessus du module préformé selon d'autres modes de réalisation de l'invention, les figures 3A et 3B représentent des vues en coupe transversales et longitudinales du module préformé de la figure 2 respectivement selon les axes AA à DD, EE et FF, et la figure 4 représente une vue en coupe transversale d'une semelle thermoformée obtenue à partir du module préformé de la figure 2. En référence aux figures, l'invention concerne un procédé de fabrication d'un module préformé 1 destiné à former une semelle thermoformée 2 adaptée à la morphologie d'un pied, à l'intérieur d'une chaussure et à une application définie. Ce procédé comporte les étapes décrites ci-après. Une première étape consiste à modéliser numériquement le volume d'un module préformé 1 destiné à être thermoformé en vue d'obtenir une semelle thermoformée 2. Cette modélisation par exemple réalisée par le biais de moyens informatiques permet d'appréhender les formes complexes du pied et de l'intérieur de la chaussure pour les rendre exploitables par une technique de fabrication performante. L'étape de modélisation prend en compte la forme intérieure de la chaussure, ses appuis, la pointure, la morphologie du pied et éventuellement les corrections à apporter suivant le diagnostic du praticien et/ou l'application définie. La morphologie du pied est par exemple relevée au moyen d'un scanner tridimensionnel ou par des mesures physiques. Dans une seconde étape, on fabrique dans un matériau thermoformable le module préformé 1 correspondant au volume modélisé. Le matériau thermoformable utilisé a, par exemple, une épaisseur comprise entre 2 et 20 mm. Il peut être réalisé en mono ou en multimatières et en mono ou multicouches. Les matières utilisées sont par exemple la mousse Polyoléfine réticulée, la mousse Latex@, la mousse EVA (Ethyl Vinyl Acétate), la résine et les mélanges de caoutchouc, de polymère, de plastifiant et de granulés de liège ou tout autre matériau choisi parmi l'ensemble des matériaux thermoformables disponibles et adaptés à l'usage de la profession ou tout autre matériau équivalent. Les différentes couches peuvent avoir des densités identiques ou différentes. Les matières utilisées peuvent contenir dans leur composition des produits antibactériens, fongicides, perméables, désodorisants, avec par exemple des propriétés spécifiques d'élasticité et de mémoire de forme et/ou de résistance. Selon un premier mode de réalisation et en référence aux figures lA et 1B, on découpe dans un matériau thermoformable d'épaisseur sensiblement constante un contour fermé définissant une ébauche plane 3. Cette découpe peut être obtenue par exemple par jet d'eau, au moyen d'une presse ou de toute autre technique équivalente. L'ébauche plane 3 obtenue est définie par deux faces sensiblement parallèles 4, 4'dont une face supérieure 4 destinée à venir en regard du pied et une face inférieure 4' destinée à venir en regard du fond de la chaussure. Cette ébauche plane 3 est délimitée par un contour 5 extérieur sensiblement perpendiculaire aux faces supérieures 4 et inférieure 4'. Son épaisseur est égale à celle du matériau thermofbrmable utilisé. Dans un second temps, on met en forme l'ébauche plane 3 pour enlever ou répartir de la matière 6 par exemple sur sa face supérieure 4 et/ou inférieure 4'et/ou sur son contour 5. Cette mise en forme est partiellement ou entièrement automatisée et est réalisée d'après le volume modélisé. Cette réalisation est obtenue par tout moyen approprié tel que le meulage, le détourage, le fraisage, la découpe au laser, la découpe par jet d'eau, le moulage, l'injection ou toute combinaison de ces techniques. On obtient alors un module préformé 1 d'épaisseur variable pouvant varier par exemple entre 0 et 15 mm. La forme du module préformé 1 correspond sensiblement à celle de la semelle à fabriquer 2 avant thermoformage. Ses faces supérieures 7 et inférieure 7'ne sont pas parallèles et son contour 8 n'est pas perpendiculaire à ses faces 7,7'. Selon d'autres modes de réalisation et en référence aux figures 2,3A et 3B, le module préformé 1 peut également être fabriqué directement par injection ou par moulage d'un matériau thennofonnable d'après le volume modélisé. On obtient un module préformé 1 dont la forme complexe est illustrée par les sections représentées sur les figures 3A et 3B. Pour fabriquer la semelle thermoformée 2 illustrée par la figure 4 à partir du module préformé 1 précédemment obtenu, on thermoforme le module préformé 1 par exemple au moyen d'une machine à thermoformer avec pompe à vide à partir de l'empreinte d'un pied. On obtient ainsi une semelle thermoformée 2 parfaitement adaptée. L'utilisation d'un module préformé 1 permet d'éviter les opérations de façonnage et de reprise, longues et coûteuses. En cas de besoin, une simple petite opération de retouche peut être effectuée, sans conséquence sur le coût final et le délai de fabrication. Dans la plupart des cas, cette retouche est inutile, la semelle thermoformée 2 étant parfaitement bien adaptée aux besoins. Avant ou après leur mise en forme, les semelles thermoformées 2 peuvent être recouvertes de matériaux textiles naturels ou synthétiques, ou de peausserie permettant d'améliorer le confort de l'utilisateur. Cette description met bien en évidence que ce procédé permet, en thermoformant un module préformé 1, d'obtenir économiquement et simplement des semelles thermoformées 2 garantissant une adaptation optimale au pied et à la chaussure sans nécessiter de fastidieuses opérations de façonnage ou de reprise manuelle. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits mais s'étend à toute modification et variante évidentes pour un homme du métier tout en restant dans l'étendue de la protection définie dans les revendications annexées. Revendications 1. Procédé de fabrication d'un module préformé (1) pour semelle thermoformée (2), caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes suivantes : - on modélise numériquement le volume d'un module préformé (1) destiné à être thermoformé en vue d'obtenir une semelle thermoformée (2) adaptée à la morphologie d'un pied, à la forme intérieure d'une chaussure et à une application définie, et - on fabrique dans un matériau thermoformable ledit module préformé (1) correspondant audit volume modélisé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit module préformé (1) est fabriqué au moyen d'au moins une technique choisie dans le groupe comprenant au moins la découpe, l'injection, le moulage et l'usinage. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on découpe dans un matériau thermoformable d'épaisseur sensiblement constante une ébauche plane (3) comportant deux faces (4,4') sensiblement parallèles, une face supérieure (4) destinée à venir en regard du pied, une face inférieure (4') destinée à venir en regard du fond de la chaussure, ladite ébauche plane (3) étant délimitée par un contour (5) sensiblement perpendiculaire aux-dites faces supérieure et inférieure (4, dz 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'on met en forme le volume, ledit contour (5) et au moins une desdites faces supérieure et inférieure (4,4') de ladite ébauche plane (3) de manière à obtenir ledit module préformé (1). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on usine ladite ébauche plane (3) de manière au moins partiellement automatisée selon ledit volume modélisé. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on usine ladite ébauche plane (3) en utilisant au moins une technique choisie dans le groupe comprenant au moins le meulage, le détourage, le fraisage, la découpe au laser, la découpe par jet d'eau. 7. Module préformé (1) pour semelle thermoformée (2), caractérisé en ce qu'il est réalisé selon le procédé défini dans l'une quelconque des revendications précédentes. 8. Module préformé (1) selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il présente une épaisseur variable et un volume agencé pour correspondre sensiblement audit volume modélisé. 9. Module préformé (1) selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il est réalisé dans au moins un matériau thermofonnable choisi dans le groupe comprenant au moins la mousse Polyoléfine réticulée, la mousse Latex (D, la mousse EVA (Ethyl Vinyl Acétate), la résine et les mélanges de caoutchouc, de polymère, de plastifiant et de granulés de liège. 10. Module préformé (1) selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une ou plusieurs couches de matériaux différents. 11. Module préformé (1) selon 1 revendication 9, caractérisé en ce qu'il comporte une ou plusieurs couches de densités différentes. 12. Semelle thermoformée (2) adaptée à la morphologie d'un pied, à la forme intérieure d'une chaussure et à une application définie, caractérisée en ce qu'elle est fabriquée à partir d'un module préformé (1) selon l'une quelconque des revendications 7àll. 13. Semelle thermoformée (2) selon la revendication 12, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par thermoformage dudit module préformé (1) à partir de l'empreinte dudit pied.