Brevet FR2845573A1 — publié le 20040416

i ARTICLE D'HABILLEMENT ISOLE THERMIQUEMENT La présente invention concerne un article d'habillement, tel que vêtement, gant, chaussure, etc.. fournissant une isolation thermique. Actuellement les vêtements ou articles d'habillement destinés à procurer une isolation thermique, notamment par temps froid comportent une ou plusieurs couches en matériau isolant tel que ouate, fourrure polaire, duvet, etc.... Des matériaux d'isolation gonflables ont également été mis au point, l'idée étant que le gonflage dudit matériau permet d'augmenter la couche d'air entre l'utilisateur et l'air extérieur 1 0 et donc d'augmenter l'isolation thermique. De telles constructions sont décrites par exemple par le DE 297 23 798, le US 6 055 670, le DE 198 35 081, le US 3 771 170, le WO 01/84989. Il est également connu d'avoir des systèmes de vêtements multicouches, à savoir une veste ou un pantalon formant une première enveloppe externe, en général en un matériau léger qui 1 5 fait coupe-vent et/ou une enveloppe imperméable à l'eau, éventuellement respirante et une seconde enveloppe, généralement en un matériau type polaire, laine, etc. destiné à être disposé en dessous de l'enveloppe externe. Dans tous les cas, le principe sous-jacent est que l'air est l'isolant thermique idéal et par conséquent le matériau isolant est de préférence choisi pour son gonflant c'est à dire son 20 aptitude à emprisonner un grand volume d'air pour un poids donné. Un des matériaux considérés comme le plus isolant est notamment le duvet et est utilisé pour constituer des vêtements permettant de résister à des températures très basses. Comme le matériau isolant est placé tout autour du corps de l'utilisateur, selon une densité uniforme, les mouvements de l'utilisateur peuvent être considérablement entravés en fonction 25 de l'épaisseur dudit isolant. L'isolation d'un vêtement est déterminé empiriquement et est généralement exprimée en Clo, le Clo étant défini par la relation 1 Clo = 0.155m2 K/W. La valeur de 1 Clo correspond environ au pouvoir isolant d'un vêtement de ville de mi-saison. Un bon vêtement de sport isolant doit donc concilier une bonne isolation thermique et 30 adaptabilité au mouvement. La tentation peut être de réduire la couche d'isolant, du fait que le sportif en mouvement produit lui-même de l'énergie thermique et n'a donc pas besoin d'une isolation thermique aussi importante qu'à l'arrêt. Le problème est que l'utilisateur peut alterner des phases de mouvement et des phases statiques. Ceci est particulièrement vrai dans des sports tels que le ski alpin, dans lesquels le 35 skieur doit être protégé contre le froid non seulement lorsqu'il skie, mais également lorsqu'il est au repos sur les télésièges ou remonte-pentes. Différentes campagnes d'essai effectuées par la demanderesse ont effectivement prouvé que la période d'attente en ski alpin était une cause principale de refroidissement. D'autres causes de refroidissement aux extrémités inférieures telles que la situation assise ou la descente à grande vitesse ont également été mises en évidence. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients et de proposer un article d'habillement qui procure une excellente isolation thermique ou du moins une isolation 5 thermique appropriée à la température extérieure, tout en restant léger et facile à porter et notamment en n'entravant pas les mouvements par une épaisseur excessive. Ce but est atteint dans l'article d'habillement qui comporte un matériau isolant dans au moins une zone déterminée, selon l'invention, par le fait que l'élément d'isolation est au moins partiellement incompressible. En effet, à la suite de nombreux essais, la demanderesse s'est rendue compte que d'importantes pertes de chaleur étaient en fait dues à une compression excessive du matériau isolant du fait même du poids de l'isolant dans les parties horizontales ou semi-horizontales du corps, telles que les épaules ou la poitrine. Il suffit donc de disposer dans ces zones déterminées (épaules, poitrine) un élément 15 d'isolation thermique au moins partiellement incompressible, et en tous les cas de compressibilité négligeable pour les charges qui lui sont appliquées, pour toujours garantir l'épaisseur d'air ou d'isolant souhaitée sur l'ensemble du corps ou partie de corps considérée et obtenir globalement une isolation thermique supérieure, sans pour autant entraver la liberté de mouvement de l'utilisateur. Dans des zones telles que les épaules, la poitrine, etc., la charge appliquée à l'isolant est en fait relativement faible (de l'ordre de quelques kilos sur l'ensemble de la surface), et les matériaux utilisés peuvent donc être relativement souples, en conservant du moins une épaisseur résiduelle sous charge de l'ordre de 2mm. L'élément d'isolation ou isolant au moins partiellement incompressible peut également être 25 disposé au niveau du postérieur, des genoux, etc., à savoir des zones o l'utilisateur comprime ledit élément isolant du fait de son poids ou de l'effort exercé (par exemple en s'asseyant ou en se mettant à genou), l'épaisseur minimale résiduelle de l'élément isolant est déterminée en fonction de la qualité d'isolation et de la mobilité souhaitée. Dans ces cas de charge, l'isolant se trouve comprimé par le poids de l'utilisateur ou l'effort 30 qu'il exerce sur un objet solide (position assise sur un siège, position accroupie, etc.), la charge appliquée est donc relativement importante (jusqu'à quelques dizaines de kg sur la surface). Le matériau isolant devra donc être comparativement plus résistant à la compression, en conservant une épaisseur résiduelle sous charge de l'ordre de 2 mm minimum. Pour un gant la charge est créée par la pression de la main de l'utilisateur sur le bâton, par 35 exemple, ou sur un objet solide (neige, siège, manche de pelle, etc.). La charge est donc relativement importante de la main. L'élément isolant pourra être constitué par une poche d'air gonflable, une mousse, par exemple mousse de polyuréthane, mousse polyéthylène, mousse EVA, néoprène, ou encore un 5 aggloméré de billes de polymères, par exemple du polystyrène d'épaisseur minimale sous charge correspondant aux besoins sus-mentionnés. L'élément isolant au moins partiellement incompressible pourra être également disposé dans des zones du vêtement o s'exercent des forces de compression liées à la vitesse de déplacement et par exemple sur la face avant des cuisses pour un skieur, ou sur la face avant 10 (abdomen) pour un cycliste. De toute façon l'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques de celle-ci seront mises en évidence à l'aide de la description qui suit en référence au dessin schématique annexé et dans lequel: - la figure 1 est une vue de face d'un sous vêtement isolant selon l'invention destiné 15 particulièrement à la pratique du ski, - la figure 2 est une vue de dos du sous-vêtement de la figure 1, - les figures 3 et 4 illustrent schématiquement le principe de l'invention, - la figure 5 est une vue en perspective partielle d'un vêtement isolant selon un second mode de réalisation, - la figure 6 est une vue en coupe selon VI -VI de la figure 5, - la figure 7 est une vue similaire à la figure 5 d'un vêtement isolant selon un troisième mode de réalisation, - la figure 8 est une vue en coupe selon VIII -VIII de la figure 7, - la figure 9 est une vue de dessous d'une doublure de gant isolant selon l'invention. 25 Le sous-vêtement selon l'invention représenté sur les figures 1 et 2 est constitué d'un maillot 1 à manches longues destiné à couvrir la totalité du buste et des bras et d'un caleçon long 2 couvrant les hanches et les jambes. Le maillot 1 et le caleçon 2 peuvent être en un matériau isolant fin ou simplement en coton 30 ou en un matériau ayant des qualités de respirabilité et/ou d'évacuation de l'humidité déterminées, dans la mesure o ces éléments constituent simplement un sous-vêtement destiné à intégrer le système d'isolation selon l'invention. Dans ce cas le maillot 1 et le caleçon 2 comportent dans des zones déterminées des éléments d'isolation respectivement 10, 20 et 30. Ainsi que le montrent les figures 1 et 2 chaque élément d'isolation 10, 20, 30 a une forme sensiblement en forme d'arête de poisson de façon à garantir une souplesse et un poids minimum. Chaque élément 10, 20, 30 est donc constitué d'une sorte d'arête centrale respectivement 11, 21, 31 de forme rectiligne (cf. arête 21), ou curviligne (arêtes 11, 31) et d'arêtes latérales respectivement 12, 22, 32 s'étendant "radialement", de part et d'autre de l'arête centrale respectivement 11, 21, 31. L'élément d'isolation 10 est disposé sur chacune des épaules, l'élément d'isolation 21 est disposé sur l'avant des cuisses et l'élément d'isolation 30 est disposé au niveau du postérieur. Dans le cas des figures 1 à 4, chaque élément 10, 20 est constitué dans un matériau isolant tel que de la mousse polyuréthane. Cette mousse 40 a en l'occurrence une épaisseur au repos el de l'ordre de Smm et une épaisseur e2 sous charge F de l'ordre de 4,7 mm. Ceci signifie qu'en cas de charge, due ici au poids du vêtement sur les épaules du porteur, la mousse 40 reste au moins partiellement incompressible et conserve une épaisseur e2 10 minimale de 4.7 mm, pour une valeur d'isolation locale d'environ 0,7 Clo, la valeur d'isolation globale du vêtement étant de l'ordre de 1,7 Clo. Des mesures comparatives entre un vêtement muni d'un élément d'isolation sensiblement incompressible aux épaules et un vêtement uniquement en ouate de type connuE sous la dénomination commerciale "Primaloft", montrent un gain local d'isolation de 52% (de 0,48 à 15 0,73 Clo) et un gain sur l'isolation globale de plus de 13%. Bien entendu le matériau isolant 40 peut être constitué par tout matériau isolant thermique au moins partiellement incompressible et notamment en mousse de polymères, aggloméré de billes de polymère, polymère expansé, ouate textile, etc. Il peut notamment être constitué par un tricot tridimensionnel. Dans le cas des figures 1 à 4, l'élément 30 est constitué dans un matériau isolant tel que de la mousse polyéthylène. Cette mousse a en l'occurrence une épaisseur au repos de l'ordre de 4mm et une épaisseur sous charge de l'ordre de 2,5mm. Ceci signifie qu'en cas de charge, due ici au poids de l'utilisateur lorsqu'il s'assoit, la mousse conserve une épaisseur minimale de 2,5mm, pour une isolation locale de 0.4 Clo 25 environ, nettement supérieure à ce qui était obtenu jusqu'à présent. Comme indiqué précédemment l'élément d'isolation 10 a pour rôle de garder une épaisseur d'isolation minimum aux épaules malgré le poids de l'isolant proprement dit ou du poids des vêtements disposés au dessus. Le rôle de l'élément d'isolation 30 est de garantir une épaisseur d'isolation minimale sous 30 l'effet du poids de l'utilisateur et cet élément d'isolation 30 aura donc une épaisseur résiduelle minimale de l'ordre de 2mm. Les éléments d'isolation 20, prévus sur la face avant des cuisses ont pour rôle de conserver l'isolation mini souhaitée sous l'effet de la vitesse par exemple lors d'une descente. Bien entendu d'autres zones d'application d'éléments d'isolation thermiques peuvent être 35 prévus en fonction de l'utilisateur et du sport exercé, et par exemple: - zone de la poitrine pour une femme, - paume et/ou dos de la main pour un gant de ski/ vélo/ moto, - genoux pour un canoste ou un kayakiste, - devant et/ou dos pour un cycliste ou motocycliste, - dessus du crâne pour un casque, - semelle pour une chaussure, etc. Au lieu d'être intégré sur la face externe d'un vêtement comme dans le cas des sous5 vêtements 1 et 2 représentés aux figures 1 et 2, l'élément d'isolation peut également être disposé sur la face interne d'un vêtement d'extérieur ou entre une enveloppe externe et une doublure d'un vêtement. Dans tous les cas le principe à la base de la présente invention est de se concentrer sur les "points faibles" au niveau isolation thermique d'un vêtement, l'amélioration de l'isolation 10 locale du vêtement au niveau de ces points faibles permettant d'améliorer de façon significative l'isolation thermique globale du vêtement, ou à isolation thermique globale identique de diminuer le volume /encombrement dudit vêtement. Les figures 5 à 8 illustrent d'autres modes de réalisation d'un élément d'isolation, en l'occurrence un élément d'isolation de épaules, mais qui pourrait être bien entendu disposé à 15 tout autre endroit. Dans le cas des figures 5 et 6, l'élément d'isolation 110 est constitué par une poche gonflable déterminant des poches d'air 111 séparées les unes des autres par des zones de soudure 112. Si la poche 110 est gonflée à bloc l'élément d'isolation est quasiment incompressible ou du 20 moins de compressibilité négligeable pour les charges considérées. Dans le cas présent l'élément 110 est disposé entre deux couches respectivement externe 114 et interne 11 5 du vêtement. Une valve 113 accessible de l'extérieur permet son gonflage. Une couche d'air isolant est ainsi créée entre les deux enveloppes 114, 115, cette couche ayant une épaisseur résiduelle 25 variable selon le gonflage de l'élément 110. Dans le cas des figures 7 et 8, l'élément d'isolation 210 est constitué d'une couche de textile 212, sur laquelle sont disposées des billes 211 en matériau incompressible tel que du PVC, un polymère expansé, etc.. L'ensemble est disposé entre deux couches respectivement externe 214 et interne 215. Une 30 couche supplémentaire 216 en matériau isolant tel que ouate textile, polaire, etc. peut être ajoutée. De même que dans le cas précédent l'ensemble constitue une couche d'air incompressible dans la zone des billes 211. La figure 9 montre un exemple d'application de la présente invention à la réalisation de le 35 doublure d'un gant de ski alpin. Dans un gant de ski, une isolation supplémentaire est nécessaire au moins au niveau de la paume de la main pour compenser l'écrasement du matériau isolant et donc la perte d'isolation thermique lorsque la main est serrée sur le bâton. Dans le cas représenté, la doublure de gant isolante 300 se présente ellemême sous la forme d'un gant en matériau isolant tel que de la ouate, c'est à dire un non tissé synthétique, connu par exemple sous l'une des dénominations commerciales suivantes "Primaloft", "Thermolite", etc. Sur cette doublure 300 sont fixés, par exemple par couture ou collage, des éléments d'isolation 310, 320, 330 et 340 en matériau isolant sensiblement non compressible. On notera que ces éléments d'isolation pourraient également être fixés sur l'enveloppe externe du gant (soit à l'intérieur soit à l'extérieur de celui-ci). Ces éléments d'isolation 310, 620, 330, 340 sont placés de part et d'autre des zones/lignes 1 0 de plus grande pliure. Ainsi les éléments d'isolation 310 sont disposés au niveau des premières phalanges de chaque doigt, les éléments d'isolation 320 sont disposés au niveau des deuxièmes et troisième phalanges de chaque doigt. En ce qui concerne le pouce un seul élément d'isolation 320 est prévu au niveau des 1 5 phalanges (premières et secondes). Par ailleurs, en ce qui concerne la paume de la main proprement dite les éléments d'isolation 330 et 340 sont prévus respectivement au niveau du métacarpe du pouce et des métacarpes des autres doigts. On notera que les éléments d'isolation 320, 330, 340 s'arrêtent au niveau des zones/lignes 20 d'articulation principales de façon à ne pas gêner la flexibilité de la main. En l'occurrence les zones d'articulation principales sont référencées sur le dessin comme suit: - 350, 370 désignent les lignes d'articulation entre les premières phalanges des doigts ou du pouce et les métacarpes. - La ligne 360 désigne la ligne d'articulation entre les premières phalanges et les deuxièmes phalanges de chaque doigt Le matériau d'isolation constituant les éléments 310 à 340 est par exemple une mousse PE à cellules fermées d'environ 3 mm d'épaisseur. Il peut également être constitué par une couche de polaire à 200 ou 100 gr/mm2 30 d'environ3.5 mm d'épaisseur. Dans le cas o le matériau d'isolation est de la polaire tout le côté paume de la main peut être réalisé dans ce matériau puisque la polaire est un matériau assez souple et ne gênera pas la flexion des doigts. Par rapport à un matériau isolant usuel de type ouate indiqué précédemment, l'utilisation 35 de mousse PE ou de polaire permet un gain considérable au niveau de l'incompressibilité et donc de l'isolation thermique. Le tableau ci-après donne des exemples d'épaisseurs d'un matériau d'isolation sous pression nulle et sous une pression de 4.6 kPa et illustre bien le gain en isolation obtenu par rapport à une ouate de remplissage traditionnelle par l'utilisation de matériaux sensiblement non compressibles tels que de la mousse PE, ou même de la polaire qui s'avère en fait beaucoup moins compressible que la dite ouate. Matériau d'isolation Epaisseur;pression =O 0 Epaisseur; pression =4.6 kPa Ouate type "primaloft" 16 mm 1.7 mm Polaire 200 ou 100gr/mm2 3.5 mm 2.4 mm Mousse PE cellules fermées 3 mm 2.7 mm Bien entendu la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ciavant à titre d'exemples non limitatifs et englobe tous les modes de réalisation similaires ou équivalents. Les épaisseurs d'élément d'isolation thermique seront fonction de la qualité d'isolation thermique dudit élément, de l'isolation thermique globale recherchée, et de la charge exercée 10 sur ledit élément d'isolation. REVENDICATIONS 1. Article d'habillement comportant au moins un élément d'isolation thermique (10, 20, , 110, 210) dans au moins une zone déterminée, caractérisé en ce que l'élément d'isolation (10, 20, 30, 110, 210) est au moins partiellement incompressible. 2. Article d'habillement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'isolation (10, 110, 210) est disposé dans la zone des épaules. 3. Article d'habillement selon les revendications 1 à 2, caractérisé en ce que l'élément d'isolation (30) est disposé au niveau du postérieur. 4. Article d'habillement selon les revendications l à 3, caractérisé en ce que l'élément d'isolation est disposé au niveau de la paume de la main. 5. Article d'habillement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément d'isolation (20) est disposé au niveau de la face antérieure des cuisses. 6. Article d'habillement selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément 15 d'isolation est disposé au niveau de la poitrine. 7. Article d'habillement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément d'isolation est en une mousse PU, PE, EVA, néoprène. 8. Article d'habillement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément d'isolation est une poche d'air gonflable. 9. Article d'habillement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément d'isolation est un aggloméré de billes de polymères. 10. Article d'habillement selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'élément d'isolation est de la polaire.