Brevet FR2863900A1 — publié le 20050624

DISPOSITIF D'ASSISTANCE DE TYPE PALME La présente invention concerne un dispositif d'assistance à la propulsion humaine en milieu aquatique utilisant un mouvement de pied, classiquement appelé palme de nage. De tels dispositifs d'assistance chaussés par les nageurs comprennent un élément chaussant se prolongeant par une voilure formant palme. Ces dispositifs comprennent généralement une voilure fixe, la voilure et l'élément chaussant étant par exemple formés d'une seule pièce moulée. Il existe également des dispositifs à voilure amovible interchangeable. Les dispositifs comprennent alors des moyens de fixation permettant de fixer de façon rigide la voilure à un élément chaussant, appelé chausson. Ces dispositifs présentent l'avantage de pouvoir adapter parfaitement la voilure à un chausson de taille donnée en fonction de l'utilisation du dispositif et des capacités de chaque nageur à la voilure, tout en préservant les articulations du nageur. Divers ajustements sur la forme des voilures, ainsi que sur les matériaux utilisés ont été proposés pour améliorer le rendement de ces dispositifs d'assistance. Le but de la présente invention est de proposer un dispositif d'assistance permettant également d'améliorer le transfert de puissance du nageur à la voilure, tout en préservant les articulations du nageur. Dans ce but, la présente invention a pour objet un dispositif d'assistance à la propulsion humaine en milieu aquatique utilisant un mouvement de pied, ce dispositif comprenant une voilure formant palme, au moins un élément chaussant dont une partie antérieure recouvre au moins la cambrure du pied, et un système de fixation de l'élément chaussant sur la voilure, caractérisé par le fait que ledit système de fixation comprend des moyens élastiques interposés entre la partie antérieure de l'élément chaussant et une zone de fixation appartenant à la voilure, lesdits moyens élastiques présentant une capacité de déformation élastique autorisant un mouvement relatif de la partie antérieure de l'élément chaussant par rapport à la zone de fixation de la voilure. Ainsi selon l'invention, on prévoit une possibilité de mouvement de l'élément chaussant par rapport à la voilure pour permettre un changement de position du pied du nageur entre la phase de propulsion descendante et la phase de propulsion ascendante afin d'actionner les groupes musculaires appropriés. Pour améliorer le rendement, la présente invention propose non pas de modifier la forme ou la structure de la voilure, mais de modifier les moyens de fixation afin de les rendre aptes à permettre un mouvement relatif de la voilure et du chausson. Selon une particularité, l'élément chaussant comprend une semelle, lesdits moyens élastiques interposés entre ladite semelle et la zone de fixation 30 de la voilure étant aptes à se déformer élastiquement en compression, et/ou en extension et/ou en cisaillement et/ou en torsion. Ledit système de fixation autorise au moins un mouvement relatif en rotation transversale et en torsion de la semelle par rapport à la voilure, et également de préférence un mouvement relatif en translation. On entend par "mouvement relatif en rotation transversale", une rotation de la semelle, parallèlement à la voilure autour d'un axe orthogonal à la semelle. On entend par "mouvement relatif en torsion" des mouvements autorisant des prises d'angle entre la semelle et la voilure, au moins dans le sens longitudinal, l'axe orthogonal de la semelle oscillant autour de l'axe orthogonal de la voilure au moins selon un plan transversal. On entend par "mouvement relatif en translation", une translation de la semelle selon au moins son axe longitudinal parallèlement à la voilure. Les libertés de mouvement en rotation transversale et en torsion autorisent un déplacement du talon du nageur vers l'extérieur lors de la phase de propulsion descendante pour un meilleur travail des quadriceps et des abdominaux et un déplacement inverse du talon en phase de propulsion ascendante pour solliciter les fessiers et dorsaux. La liberté de mouvement en translation permet de libérer des tensions à la jonction entre le chausson et la voilure, et donc de diminuer la fatigue du dispositif d'assistance. Les moyens élastiques limitent notamment les concentrations de contrainte au niveau de la zone de la voilure disposée juste devant le chausson qui étaient l'origine de cassures prématurées de la voilure. Ce positionnement optimal du pied en fonction des phases de propulsion assure un transfert de puissance optimal du nageur à la voilure. Par ailleurs, ces possibilités de déplacement du chausson et donc du pied par rapport à la voilure rendent le dispositif moins agressif et permet ainsi de préserver les articulations, notamment de supprimer ou diminuer fortement les complications médicales, telles que tendinites, durcîtes rencontrées dans le cas d'utilisation intensive des dispositifs d'assistance de l'art antérieur, plus particulièrement avec des dispositifs de type mono-palme avec deux chaussons fixés à une voilure. Selon un mode de réalisation, les moyens élastiques comprennent au moins deux bagues, constituées d'un matériau élastomère, chaque bague étant disposée dans un logement de la semelle et/ou de la voilure, le système de fixation comprenant un insert en matériau rigide passant dans le passage central de chaque bague, ledit insert étant assemblé d'une part à un premier élément parmi la semelle et la voilure, et d'autre part à une plaque de maintien en matériau rigide disposée sur la face du deuxième élément opposée au premier élément, la dureté de la bague étant inférieure de celle la semelle et de la voilure. Dans ce mode de réalisation, les bagues sont sollicitées en compression et autorisent des mouvements en torsion dans toutes les directions, à savoir des oscillations de l'axe orthogonal de la semelle autour de l'axe orthogonal de la voilure, et des mouvements de translation du chausson dans toutes les directions parallèlement à la voilure. Avantageusement, le système de fixation comprend au moins trois bagues associées à trois inserts. Selon un mode de réalisation, les inserts sont assemblés, de préférence à intervalle angulaire régulier, à une plaque de maintien formée d'une rondelle en matériau rigide disposée sur la face interne de la semelle opposée à la voilure, les trois bagues emmanchées sur lesdits inserts étant logées dans trois perçages traversant correspondant de ladite semelle. Les inserts peuvent présenter des trous taraudés pour le vissage de vis passant par des perçages de la voilure, de sorte que les têtes des vis soient en appui contre la face externe de la voilure. De préférence, une rondelle est intercalée entre la voilure et la tête des vis pour une meilleure répartition des contraintes. Avantageusement, la face interne de la semelle présente un logement dans lequel est logée la rondelle avec des libertés de mouvement dans son plan et orthogonalement à son plan, les perçages traversant de réception des bagues débouchant sur le fond dudit logement. Avantageusement, ledit logement est refermé par un bouchon en matériau élastomère pour garantir un confort au niveau des orteils. Selon une autre particularité, la semelle présente sous la cambrure, du pied une mâchoire dans laquelle le talon de la voilure est reçu avec une liberté d'oscillation perpendiculairement à la voilure et avec une liberté de coulissement suivant deux directions mutuellement orthogonales et sensiblement parallèles à la voilure. Dans un mode de réalisation, la voilure est formée d'une plaque en matériau composite. Le dispositif selon l'invention peut comprendre deux éléments chaussant assemblés sur une voilure, et ainsi constituer un dispositif d'assistance de type monopalme. Le système de fixation selon l'invention se révèlent particulièrement efficace dans le cas de monopalmes, puisqu'il évite ou réduit fortement les déformations prématurées du chausson qui surviennent classiquement dans les monopalmes de l'art antérieur où les chaussons sont fixés de manière rigide à la voilure. L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, détails, caractéristiques et avantages apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative détaillée qui va suivre d'un mode de réalisation particulier actuellement préféré de l'invention, en référence au dessin schématique annexé. Sur ce dessin: - la figure 1 est une vue partielle de côté d'un dispositif d'assistance à la propulsion selon l'invention; - la figure 2 représente une vue en perspective des moyens de fixation avant leur assemblage sur la semelle du chausson de la figure 1 - la figure 3 est une vue en perspective des moyens de fixation de la partie antérieure de la semelle, sur laquelle la semelle et la zone de fixation de la voilure sont partiellement représentées de manière schématique; - la figure 4 est une vue en perspective de dessous du chausson avant fixation de la voilure; et, - la figure 5 est une vue en perspective de la glissière de fixation arrière selon une variante de réalisation. En référence à la figure 1, le dispositif d'assistance selon l'invention comprend une voilure 1 montée de manière amovible sur un chausson 2 par l'intermédiaire de moyens de fixation. Le dispositif d'assistance peut constituer une palme comprenant un chausson combiné à une voilure, appelé couramment bipalme, ou une palme appelée couramment mono-palme, comprenant une voilure sur laquelle sont montés deux chaussons, chaque chausson étant fixé séparément sur la voilure par l'intermédiaire de moyens de fixation. Dans le mode de réalisation illustré, le chausson constitue le chausson gauche d'une monopalme. Le chausson 2 comprend une semelle 21 surmontée d'une partie supérieure 22 pour former une poche pour la réception du pied du nageur. La semelle présente une face externe 211 sensiblement plane et une face interne 212 adaptée à la voûte plantaire pour un confort optimal. Dans cet exemple de réalisation, l'extrémité arrière 213 de la semelle vient se positionner en amont du talon du pied. La partie supérieure 22 comprend deux portions latérales 221 reliées entre elles par une zone centrale 222 destinée à recouvrir l'avant du pied. La fixation du chausson sur le pied s'effectue de manière connue par l'intermédiaire d'un système de fixation avant réglable 101 de type Velcro relié aux deux portions latérales et permettant de régler le coup de pied, et d'un système de fixation arrière réglable 102 formé d'une sangle élastique reliée aux deux extrémités arrière 223 des portions latérales et permettant d'adapter le chausson à la longueur du pied. La semelle 21 est constituée d'un matériau élastomère de dureté supérieure de celle du matériau de la partie supérieure 22, les deux parties pouvant être moulées ensemble. Avantageusement, la semelle est conformée de sorte que le plan de la voilure et le plan du pied forme un angle tel que la voilure puisse être disposée sensiblement dans l'axe du tibia. La voilure 1 représentée partiellement sur la figure 1 est constituée d'une plaque 10 en matériau composite, par exemple à base de fibre de verre et de résine époxy, comprenant une zone de fixation 11 arrière par laquelle elle est fixée contre la face externe 211 de la semelle. Suivant les figures 2 à 4, la fixation de la voilure au chausson est réalisée par des moyens de fixation antérieurs, disposés au niveau de la partie antérieure du chausson qui recouvre le pied. Ces moyens de fixation antérieurs comprennent trois plots ou inserts métalliques 3 entourés de bagues 4 en matériau élastomère et montés dans des logements 215 débouchant sur la face externe de la semelle à des intervalles angulaires réguliers autour d'un axe orthogonal A (figure 3) de la semelle. Chaque insert 3 est formé d'un tube muni d'un filetage intérieur 31 pour le vissage de vis 5 (figure 1) de fixation de la voilure. Tel qu'illustré à la figure 2, sur laquelle la partie supérieure du chausson n'est pas représentée, les trois inserts sont fixés à intervalle angulaire régulier sur la face d'une plaque de maintien formée d'une rondelle 6 comprenant un évidement central 61. Les inserts métalliques sont par exemple sertis sur la rondelle, la figure 3 représentant ces trois inserts avant l'opération de sertissage. La semelle comprend à proximité de son extrémité avant 214, dans sa partie antérieure disposée en amont de la cambrure du pied, un logement cylindrique 216 débouchant sur sa face interne 212 dans lequel est logée la rondelle 6 réunissant les trois inserts, et dont le fond est muni de trois perçages traversant cylindriques définissant lesdits logements 215 de réception des inserts et des bagues. Le fond du logement comprend en outre un perçage traversant central 219 servant notamment de repère pour le centrage du chausson sur la voilure. Les bagues 3 sont constituées d'un matériau élastomère dont la dureté est inférieure à celle du matériau constituant la semelle 2. Les hauteurs des bagues et des inserts sont sensiblement identiques et correspondent sensiblement à celles des perçages 215. Le diamètre externe des inserts correspond sensiblement au diamètre interne des bagues, le diamètre externe des bagues correspondant sensiblement au diamètre des perçages, de sorte que les inserts soient engagés intimement dans les bagues. Les dimensions du logement 216 sont supérieures à celles de la rondelle de sorte que la rondelle 6 soit apte à se déplacer dans son plan et orthogonalement à son plan. Les trois bagues 4 sont solidaires d'une même rondelle 7. La rondelle et les bagues peuvent être obtenues par moulage en une seule pièce. La rondelle 7 présente un évidement central 71 dans lequel vient se positionner un plot de centrage 217 formé sur le fond du logement 216. L'assemblage des inserts et des bagues sur la semelle s'effectue en positionnant la rondelle 7 portant les bagues au fond du logement 216, les bagues s'insérant dans les perçages 215, puis en positionnant la rondelle 6 portant les inserts dans le logement, les inserts s'insérant dans le passage central 41 des bagues. Le logement est ensuite refermé par un bouchon cylindrique 8 en matériau élastomère pour assurer la continuité de la face interne 212 de la semelle. Le retrait du bouchon peut être réalisé en insérant un outil approprié dans le perçage central 219 précité. Pour faciliter son retrait, le bouchon présente une languette latérale 81 venant se positionner dans un renfoncement 218 correspondant de la semelle débouchant sur le logement 216. En variante, les trois bagues ne sont pas réunies par une rondelle et sont indépendantes les unes des autres. Dans ce cas, les bagues sont de préférence emmanchées sur les inserts et l'ensemble est ensuite inséré dans le logement de la semelle. En référence aux figures 2 et 3, le système de fixation comprend en outre des moyens de retenue postérieurs comprenant une mâchoire ou glissière 9. destinée à recevoir l'extrémité arrière 111 de la voilure 1 pour la retenir contre la semelle. La mâchoire comprend une base 91 et une patte élastique 92 reliée à la base par une zone de jonction 93 s'étendant sensiblement parallèlement au-dessus de la base. La mâchoire est fixée sur la face externe 211 de la semelle, sensiblement selon l'axe longitudinal du chausson, à proximité de son extrémité arrière -213, soit au niveau de la cambrure du pied, l'extrémité libre 92a de la patte étant dirigée vers l'extrémité avant de la semelle. Cette fixation est réalisée au moyen de vis (non représentées), passant par deux perçages 94 de la base et vissées dans les plots de vissage 95 d'un insert 96 qui aura été préalablement noyé dans la semelle lors de l'opération de moulage de cette dernière. Dans une variante de réalisation illustrée aux figures 1 et 5, la base 191 de la mâchoire 190 présente deux pattes de fixation longitudinale 196 qui sont destinées à être noyées dans la semelle lors de son moulage. Pour améliorer cette fixation par surmoulage, les pattes de fixation 196 sont munies de nervures transversales 199 et de perçages traversant 194. L'extrémité libre 192a de la patte élastique 192 présente une nervure transversale 197 disposée en vis-à-vis d'une nervure transversale 198 formée sur la base pour établir un rétrécissement à l'entrée de la mâchoire. La fixation de la voilure sur le chausson est réalisée en insérant l'extrémité arrière ou talon 111 de la voilure dans la mâchoire 9, la voilure étant pincée entre la patte 92 et la base 91 de la mâchoire. Des vis de fixation 5 sont ensuite introduites dans trois perçages traversant 12 (figure 3) de la voilure et vissées dans les inserts 3. Dans sa position fixée, au repos, la voilure est sensiblement parallèle à la face externe de la semelle et l'extrémité arrière 111 de la voilure est disposée à distance du fond de la mâchoire définie par la zone de jonction 93 ou 193. Pour une meilleure répartition de contraintes, une rondelle 103 peut être intercalée entre la tête des vis et la face externe l0a de la voilure. Dans le cas d'un chausson de mono-palme, le chausson est fixé sur la voilure de manière à être aligné par rapport à l'axe de la voilure. Avantageusement, pour éviter notamment l'apparition de fissures, les inserts sont disposés sur la semelle de sorte que deux inserts ne soient pas dans le même axe que les fils constitutifs du tissu de la voilure composite. Dans l'exemple illustré sur les figures, le chausson est prévu pour une voilure dont la chaîne et la trame du tissu sont disposées à 0 et 90 de l'axe longitudinal de la voilure. Lors de l'utilisation de la palme, les bagues de dureté inférieure à celle de la semelle se déforment élastiquement en compression et autorisent ainsi des mouvements relatifs en rotation transversale, à savoir des rotations de la semelle autour de son axe orthogonal A parallèlement à la voilure, des mouvements relatifs en torsion, à savoir des oscillations de l'axe orthogonal A de la semelle par rapport à l'axe orthogonal B de la voilure, telles que représentées schématiquement sous la référence Al sur la figure 3, et des mouvements en translation de la semelle par rapport à la voilure parallèlement entre elles. Lors de ces mouvements, l'arrière de la voilure se déplace dans son plan à l'intérieur la mâchoire et orthogonalement à son plan par déformation élastique de la mâchoire. Lors des phases de propulsion ascendante et descendante, les mouvements relatifs du chausson par rapport à la voilure seront essentiellement des mouvements en rotation transversale, des oscillations de l'axe orthogonal A de la semelle autour de l'axe orthogonal B de la voilure selon un plan transversal, et des translations de la semelle selon son axe longitudinal parallèlement à l'axe longitudinal de la voilure. Tel que décrit précédemment, les mouvements en rotation transversale et les oscillations garantissent un positionnement optimal du pied par rapport à la voilure lors des deux phases de propulsion, afin d'assurer un transfert optimal d'énergie du nageur à la voilure. Les mouvements de translation permettent quant à eux de supprimer ou de limiter les concentrations de contrainte au niveau de la zone de la voilure positionnée devant le chausson et repérée par la référence 13 sur la figure 1. Ces moyens de fixation de la partie antérieure de la semelle assurent une fixation sensiblement rigide dans la direction orthogonale à la semelle et à la voilure pour ne pas perdre d'énergie. La voilure peut être montée et démontée facilement par simple vissage/dévissage des vis 5. Par ailleurs, les moyens de fixation de la partie antérieure de la semelle peuvent être facilement montés et démontés par l'intérieur du chausson. Les bagues pourront notamment être remplacées en cas d'usure. Des jeux de bagues de duretés différentes peuvent être prévus en fonction de chaque nageur. A titre d'exemple, la semelle est réalisée en polymère styrène-éthylènebutadiène-styrène (SEBS) d'une dureté shore A de l'ordre de 80 et les bagues sont réalisées en polyuréthanne (PU) ou en SEBS d'une dureté shore A de l'ordre de 60. La partie supérieure du chausson est par exemple réalisée en SEBS d'une dureté shore de 50-60. Les bagues peuvent par exemple se déformer en compression pour autoriser des mouvements relatifs de l'ordre de 1 millimètre. Dans un autre mode de réalisation, les moyens élastiques sont formés d'une rondelle en matériau élastomère intercalée entre la semelle et la voilure et fixée à ces dernières par l'intermédiaire de deux répartiteurs d'effort formés de plaques métalliques conformées en étoile à trois branches. La rondelle est prise en sandwich entre les deux répartiteurs d'effort disposés dans des. logements correspondant de la rondelle, les deux répartiteurs d'effort étant décalés angulairement l'un par rapport à l'autre. Un premier répartiteur dit interne est assemblé par l'extrémité de ses branches à la semelle et à la rondelle, tandis que le deuxième répartiteur d'effort dit externe est assemblé par ses extrémités à la voilure et à la rondelle. Lors des phases ascendante et descendante, la rondelle peut être sollicitée en compression, en extension, en cisaillement et en torsion. Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec un mode de réalisation particulier, il est bien évident qu'elle n'y est nullement limitée et qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'assistance à la propulsion humaine en milieu aquatique utilisant un mouvement de pied, ce dispositif comprenant une voilure (1) formant palme, au moins un élément chaussant (2) dont une partie antérieure recouvre au moins la cambrure du pied, et un système de fixation de l'élément chaussant sur la voilure, caractérisé par le fait que ledit système de fixation comprend des moyens élastiques (4) interposés entre la partie antérieure de l'élément chaussant et une zone de fixation (11) appartenant à la voilure, lesdits moyens élastiques présentant une capacité de déformation élastique autorisant un mouvement relatif de la partie antérieure de l'élément chaussant par rapport à la zone de fixation de la voilure. 2. Dispositif d'assistance suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément chaussant (2) comprend une semelle (21), lesdits moyens élastiques (4) interposés entre ladite semelle et la zone de fixation (11) de la voilure (1) étant aptes à se déformer élastiquement en compression, et/ou en extension et/ou en cisaillement et/ou en torsion. 3. Dispositif d'assistance suivant la revendication 2, caractérisé par le fait que les moyens élastiques comprennent au moins deux bagues (4), constituées d'un matériau élastomère, chaque bague étant disposée dans un logement (215) de la semelle (21) et/ou de la voilure (1), le système de fixation comprenant un insert (3) en matériau rigide passant dans le passage central (41) de chaque bague, ledit insert étant assemblé d'une part à un premier élément parmi la semelle et la voilure, et d'autre part à une plaque de maintien (6) en matériau rigide disposée sur la face du deuxième élément opposée au premier élément. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé par le fait que le système de fixation comprend au moins trois bagues (4) associées à trois inserts (3). 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les inserts (3) sont assemblés à une plaque de maintien formée d'une rondelle (6) en matériau rigide disposée sur la face interne (212) de la semelle opposée à la voilure, les trois bagues emmanchées sur lesdits inserts étant logées dans trois perçages (215) traversant correspondant de ladite semelle (2). 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé par le fait que les inserts (3) présentent des trous taraudés (31) pour le vissage de vis (5) passant par des perçages (12) de la voilure, de sorte que les têtes des vis soient en appui contre la face externe (10a) de la voilure (1). 7. Dispositif selon la revendication 5 ou 6, caractérisé par le fait que la face interne (212) de la semelle (2) présente un logement (216) dans lequel est logée la rondelle (6) avec des libertés de mouvement dans son plan et orthogonalement à son plan, les perçages traversant de réception des bagues débouchant sur le fond dudit logement. 8. Dispositif d'assistance selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé par le fait que la semelle (2) présente sous la cambrure du pied une mâchoire (9) dans laquelle le talon de la voilure (111) est reçu avec une liberté d'oscillation perpendiculairement à la voilure et avec une liberté de coulissement suivant deux directions mutuellement orthogonales et sensiblement parallèles à la voilure. 9. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la voilure (1) est formée d'une plaque (10) en matériau composite. 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comprend deux éléments chaussant assemblés sur une voilure, pour former un dispositif d'assistance de type monopalme.