Brevet FR2859388A1 — publié le 20050311

La présente invention concerne un dispositif de contrôle de la trajectoire destiné aux engins de glisse sur un élément tel que, par exemple, la neige, la glace ou l'eau. Elle s'applique notamment, mais non exclusivement, aux skis, monoskis, planches de surf et luges, et plus généralement à tout engin de glisse dont le fonctionnement est basé sur l'existence d'une surface de glissement avec le milieu liquide ou solide supportant ledit engin de glisse. Pour la clarté de la présentation qui va suivre, l'engin selon l'invention sera décrit comme une planche de glisse destinée à la pratique du surf sur neige, sans que cette application doive être considérée comme limitative. Elle permet de contrôler la trajectoire de l'engin de glisse, en temps réel, à l'initiative du pilote ou surfeur, de mieux déclencher le virage tout en restant à plat sur la neige, de mieux amorcer le virage avant la prise de "carre", de permettre une liaison plus souple entre le pied du surfeur et l'engin de glisse. 2859388 -2- On sait qu'une planche de glisse présente une foime allongée, ceinturée par un profil métallique aiguisé ("carre") affleurant à la semelle de la planche, dont le rôle est de supporter l'essentiel des efforts de friction avec la neige lors d'un virage. C'est en faisant subir une inclinaison latérale à la planche, par l'intermédiaire de ses pieds, que le surfeur peut déclencher et contrôler son virage. La planche est alors principalement en contact avec la neige par l'intermédiaire du profil métallique périphérique. Le comportement de la planche en virage est amélioré par la concavité (ou cintrage) de ses lignes périphériques latérales. Il résulte de ce mode de fonctionnement que la pratique du surf nécessite une grande expérience, l'équilibre en virage étant dynamique, et donc d'autant meilleur que la vitesse est grande. C'est en particulier ce qui en rend l'apprentissage difficile. L'art antérieur a proposé des solutions visant à améliorer la maniabilité en virage des planches de glisse. Ainsi, par exemple, les brevets No US 4 116 455, ou US 5 161 810 s'inspirent des dispositifs mis en oeuvre sur les planches à roulettes, les roulettes étant remplacées par des patins. De tels dispositifs diminuent toutefois considérablement la surface de contact de l'engin avec la neige, et se révèlent donc relativement peu performants en neige profonde. Le brevet No US 6 193 244 présente un double système de carres décalées et disposées sur deux niveaux, qui confère à l'action de celles-ci une certaine progressivité, le jeu de carres intérieur entrant en action avant le jeu de carres extérieur, lors d'une inclinaison de la planche. Le fonctionnement de planches équipées d'un tel dispositif ne diffère toutefois pas fondamentalement de celui d'une planche classique, et elles requièrent également un haut niveau de maîtrise technique. 2859388 -3- On trouve également dans l'art antérieur des dispositifs rapportés sur les semelles des engins de glisse, dispositifs constitués de lames à incurvation variable. La semelle des engins présente en outre une folme cylindrique, elliptique ou sphérique, de sorte que quelques lames seulement se trouvent, selon l'inclinaison donnée à la planche, en contact avec la neige, et que ces lames sont plus incurvées, au fur et à mesure que l'inclinaison de la planche augmente. Les brevets No WO 03/00851, ou US 6 254 111, par exemple, présentent de tels dispositifs. Leur inconvénient est que la qualité de glisse de l'engin en ligne droite est médiocre, en raison de la réduction de la surface de contact avec la neige, ainsi que de la présence des lames. Le brevet US 6 220 631 présente un dispositif de lames susceptibles de venir en saillie sous le plan de glissement d'un engin de glisse, et réglables au moyen de systèmes à vis. Un tel dispositif présente les caractéristiques de la dérive d'un engin de sports nautiques, c'est-àdire qu'il contribue à la stabilité de l'engin en ligne droite, mais ne constitue pas en tant que tel une aide au virage, n'étant pas susceptible d'être mis en oeuvre ou rétracté à tout moment au cours de l'évolution de l'engin. L'invention a pour but de pallier à ces insuffisances de qualité de glisse en neige profonde ou de glisse en ligne droite, à la nécessité de requérir un haut niveau de maîtrise technique. Elle a pour objet un dispositif de contrôle de la trajectoire destiné aux engins de glisse dont la partie active est constituée d'au moins une gouverne réalisée en un matériau dur, préférentiellement métallique, susceptible de venir en saillie sous la surface définie par le plan de glisse du susdit engin de glisse, à 2859388 -4- l'intérieur des limites périphériques de l'engin de glisse, à une profondeur commandée en temps réel par une action spécifique du pilote. Dans le cas d'un engin de glisse sur neige ou sur glace, la susdite gouverne est située à l'intérieur de la surface définie par la semelle de l'engin. Cette géométrie est ainsi librement définie, et elle est en particulier indépendante de la forme extérieure de l'engin de glisse, contrairement à la géométrie du système de canes d'une planche de surf. Ainsi, l'invention permet le déclenchement d'un virage alors même que l'engin de glisse reste à plat sur la neige, et se meut à vitesse aussi réduite qu'on le souhaite, ce qui en rend l'apprentissage particulièrement aisé pour les débutants. Un autre avantage qu' apprécieront les surfeurs les plus expérimentés est la possibilité d'amorcer un virage avant que la planche soit positionnée en équilibre sur une de ses carres. Ceci confère plus de réactivité en virage à l'engin. Un troisième avantage de l'invention est de permettre une liaison moins rigide entre le pied du pilote et l'engin, la mise en virage de celui-ci nécessitant une simple pression du talon ou de la pointe du pied, et non pas une action simultanée de ceux-ci. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description qui va suivre. 2859388 -5- Des modes d'exécution de l'invention seront décrits ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est une vue d'ensemble d'une planche de surf équipée du dispositif selon un premier mode de réalisation; Les figures 2 et 3 sont des vues en section transversale d'une gouverne traversante selon le premier mode de réalisation; La figure 4 est une vue en élévation et une section de la gouverne traversante selon le premier mode de réalisation; La figure 5 est une vue de dessus de cette même gouverne traversante; La figure 6 est une vue en élévation d'une gouverne traversante selon le premier mode de réalisation; La figure 7 est une vue de dessus de cette même gouverne; La figure 8 est une vue en coupe d'un premier type de gouverne traversante selon le premier mode de réalisation; La figure 9 est une vue en coupe d'un second type de gouverne traversante selon le premier mode de réalisation; La figure 10 est une vue en coupe partielle d'un deuxième mode de réalisation selon l'invention, en position inactive; La figure 11 est une vue en coupe partielle du deuxième mode de réalisation en position active; La figure 12 est une vue en coupe partielle du deuxième mode de réalisation selon l'invention, en position inactive; La figure 13 est une vue en coupe du deuxième mode de réalisation selon l'invention; La figure 14 est une vue en coupe du deuxième mode de réalisation selon l'invention; 2859388 -6- La figure 15 est une vue en coupe du deuxième mode de réalisation selon l'invention; La figure 16 est une vue de dessus partielle d'un troisième mode de réalisation selon l'invention; La figure 17 est une vue en coupe du troisième mode de réalisation selon l'invention, en position inactive; La figure 18 est une vue en coupe du troisième mode de réalisation selon l'invention, en position active; La figure 19 est une vue de dessus d'un quatrième mode de réalisation selon l'invention; La figure 20 est une vue en coupe du quatrième mode de réalisation selon l'invention, et La figure 21 est une vue de dessus d'un cinquième mode de réalisation selon l'invention. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, selon un premier mode de réalisation, l'engin de glisse présente des rainures 1 traversant de part en part l'épaisseur de la planche. Ces rainures sont préférentiellement au nombre de quatre, une dans chaque quadrant défini par les axes longitudinal 2 et transversal 3 de la planche. -Ces rainures traversantes sont disposées selon une orientation correspondant approximativement à l'axe longitudinal de la planche. Elles sont disposées de telle sorte que leurs milieux soient approximativement les points où s'appliquent sur la planche les efforts exercés par les talons et les pointes de pied du surfeur. Ces rainures présentent préférentiellement une orientation telle que les extrémités des rainures traversantes les plus proches de l'axe transversal de la planche soient également les plus proches de son axe longitudinal. Elles présentent une incurvation dont le centre de courbure est à droite de la ou des rainures située(s) à droite de l'axe longitudinal de la planche, et à gauche de la ou des 2859388 -7- rainures située(s) à gauche de l'axe longitudinal de la planche. Enfin, les rainures situées d'un même côté de l'axe longitudinal de la planche présentent préférentiellement une combinaison d'orientation et d'incurvation telles qu'elles paraissent se situer dans le prolongement naturel l'une de l'autre. La longueur des rainures est préférentiellement comprise entre 100 et 300 millimètres. Ainsi qu'il est indiqué sur les figures 2, 3, dans chacune des susdites rainures 1 peut coulisser verticalement une pièce profilée 4 ou gouverne, présentant à sa partie inférieure une âme effilée ou biseautée. Lorsque le profilé est en position efficace, c'est-à-dire lorsque sa partie effilée déborde du plan défini par la surface de glissement de l'engin de glisse, il trace dans la neige ou la glace un sillon qui, compte tenu de la forme incurvée de la gouverne, conduira l'engin de glisse à décrire une courbe. La rainure traversante selon l'invention est une zone de faiblesse mécanique potentielle de l'engin de glisse. Sa périphérie sera donc renforcée par le biais d'une entretoise 5, liant rigidement entre eux les renforts supérieur et inférieur de l'engin de glisse. Cette entretoise est préférentiellement constituée d'un mélange de fibres et de résine. Le coulissement de la gouverne dans l'entretoise sera facilité par une bonne compatibilité mécanique entre la nature des deux surfaces en présence. L'une ou l'autre pourra utilement être recouverte d'une couche d'un matériau apte à faciliter le glissement, tel que le polytétrafluoroéthylène (PTFE). Ainsi qu'il est indiqué sur la figure 6, la hauteur H de la gouverne 4 est variable, et présente un maximum en son milieu. De la sorte, son action devient plus progressive. En effet, une action modérée sur celle- ci se traduit par. une faible longueur active, c'est-à-dire dépassant le plan défini par la 2859388 -8- surface de glissement de l'engin. Une action plus énergique sur la gouverne se traduit par une plus grande longueur active, c'est-à-dire par un guidage plus efficace de l'engin en virage. Cet effet de progressivité de l'action directrice en fonction de l'effort appliqué sur la gouverne, peut être accentué au moyen de variations d'incurvation de celle-ci. Ainsi qu'il est indiqué sur la figure 7, l'âme de la gouverne 4 présente dans sa 10 partie médiane un rayon de courbure R supérieur aux rayons de courbure R1 et R2 présentés au voisinage des extrémités de la dite gouverne. La partie de la gouverne en contact avec la neige ou la glace peut présenter un profil tranchant, susceptible d'une meilleure pénétration, comme indiqué sur la 15 figure 8. La partie de la gouverne en contact avec la neige ou la glace peut présenter un profil biseauté, facilitant le contrôle de l'engin en dérapage, comme indiqué sur la figure 9. Les mécanismes par lesquels sont actionnés les gouvernes sont les dispositifs et assemblages mécaniques classiques connus de l'homme de l'art: articulations, leviers, ressorts de rappel, dispositifs à base d'élastomères, etc.... Selon un deuxième mode de réalisation, un phénomène équivalent à l'émergence d'une gouverne sous le plan de glisse de l'engin peut être obtenu 2859388 -9- à partir d'une déformation locale d'une partie de la structure de l'engin de glisse. Dans l'exemple, représenté sur les figures 10, 11, 12, 13, 14, 15, selon un deuxième mode de réalisation, l'engin de glisse présente une ou plusieurs rainures traversantes réalisées dans l'épaisseur de l'engin de glisse. Des entretoises 10 et 11 relient les renforts haut et bas de l'engin au droit de la rainure. Sous l'effet d'une pression exercée par le ou les pied(s) du pilote de l'engin au travers d'une cale de surépaisseur 13, ou indirectement par un dispositif mécanique adéquat, l'une des deux lèvres en vis-à-vis qui sont nées de l'existence de la rainure traversante se déforme localement, et passe sous le plan de glisse. Le long de la bordure de cette lèvre mobile, est inséré un profilé métallique aiguisé 12. Il joue le rôle identique à celui de la partie inférieure de la gouverne, selon le premier mode de réalisation, c'est-à-dire le rôle d'une carre. Le profilé aiguisé est ainsi en contact avec la neige ou la glace, ce qui assure un guidage de l'engin. Les deux entretoises présentent respectivement une dépouille et une contre-dépouille conçues de telle sorte que la partie mobile de l'engin ne puisse pas dépasser le niveau du plan supérieur de celui-ci. Le système dépouille/contredépouille peut être remplacé par tout système mécanique conduisant au même résultat. Un système de butée similaire 13, mais à l'effet inverse, permet de limiter le déplacement vers le bas de la partie mobile de l'engin de glisse. De la sorte, l'effort du pilote de l'engin peut être poursuivi après que tout l'effet de directionnalité mis en uvre par le dispositif selon l'invention aura été obtenu. 2859388 -10- L'engin se comporte alors comme un engin classique, en appui sur ses carres extérieures. Il peut dans ce cas être avantageux que les carres extérieures de l'engin de glisse ne soient pas en prise sur la neige ou la glace lorsque l'engin est à plat. En effet, une action du pilote s'exerçant sur celui-ci par l'intermédiaire du dispositif selon l'invention génère un dérapage susceptible d'être brutalement contrarié par les carres extérieures, si celles-ci sont disposées classiquement. On pourra donc privilégier une configuration, comme indiqué sur la figure 15, selon laquelle la périphérie de l'engin présente un profil arrondi, caractérisé par l'absence de carre, ou une configuration, selon laquelle la carre se situe en bordure d'un profil arrondi, et ne commence à mordre sur la neige ou la glace qu'à partir d'une certaine inclinaison de l'engin. Selon une variante du second mode de réalisation, la partie de l'engin de glisse susceptible de se déformer localement sous l'effet de l'effort exercé par le pilote de l'engin, est une zone rendue plus flexible par le fait que les renforts supérieur et inférieur de l'engin sont à une plus faible distance l'un de l'autre que sur les autres parties de l'engin. Les deux renforts peuvent être en contact l'un avec l'autre, il peuvent également être assemblés sur un noyau qui est ou non de même nature que les renforts, et qui présente les propriétés d'épaisseur et de rigidité permettant d'assurer un débattement optimal du dispositif selon l'invention, en fonction de l'effort susceptible d'être exercé par le pilote de l'engin. Dans l'exemple, représenté sur les figures 16, 17, 18, selon un troisième mode de réalisation de l'invention, l'engin de glisse 18 est équipé d'un ou deux patins 19 articulés sur celui-ci par l'intermédiaire d'articulations 20. Ces 2859388 -11- articulations peuvent être constituées d'une simple continuité entre le matériau constituant les patins et celui qui constitue le reste de l'engin de glisse. Localement, cette continuité est assimilable à une languette travaillant en 5 torsion. Les articulations peuvent également être constituées de mécanismes plus classiques tels que des pivots. Sous l'action des pieds du pilote de l'engin, les patins sont susceptibles de pivoter autour d'un axe reliant leurs deux articulations. Les patins sont équipés de carres 22 sur tout ou partie de la périphérie. De la sorte, les patins exercent un effort tendant à entraîner l'engin de glisse en rotation, le corps de celui-ci restant néanmoins à plat sur la neige ou la glace. Le jeu 21 existant entre chacun des patins et le corps de l'engin de glisse est de forme cylindrique, de telle sorte qu'il reste constant et minimal quelque soit l'orientation des patins. Cela permet de minimiser les phénomènes de bourrage de neige. Dans l'un ou l'autre des trois modes de réalisation proposés, le dispositif selon 20 l'invention est susceptible d'être actionné par les pieds du pilote de l'engin. Ceci peut avantageusement s'effectuer par l'intermédiaire d'une platine 14, comme indiqué sur la figure 14, articulée autour d'un axe sensiblement orienté dans le sens de la marche de l'engin. Cette platine actionne des profilés (ou lèvres ou patins) au moyen de dispositifs de poussée 15, de manière coordonnée, c'est-à-dire que l'un de ceux-ci passe en position active lorsque son symétrique passe en position inactive ou rétractée. 2859388 - 12 - Ceci peut également s'effectuer à l'aide de deux platines 14 (une par pied), articulée(s) autour d'un axe sensiblement orienté dans le sens longitudinal de l'engin. Selon une variante, la (ou les) platine(s) est (sont) équipée(s) d'un dispositif rotatif permettant le positionnement des pieds du pilote de l'engin en position longitudinale, en position transversale, ou dans toute position intermédiaire. Selon une autre variante, l'engin de glisse est constitué d'une planche de forme approximativement circulaire, comme indiqué sur les figures 19, 20, dont la constitution et les propriétés de rigidité sont approximativement celles d'une planche de surf des neiges classique. De manière non limitative, son diamètre est préférentiellement voisin de cinquante à soixante centimètres. En section, sa partie centrale est plate, ou présente une légère courbure orientée vers le haut. Ses parties périphériques ont une courbure dont le centre est également dirigé vers le haut, cette courbure étant plus accentuée, de sorte que l'engin présente une bordure remontante. L'engin est dépourvu de carres, et sa bordure présente un profil arrondi. La partie centrale de l'engin est équipée du dispositif de contrôle de la trajectoire selon l'un ou l'autre des trois modes de réalisation de l'invention. Selon une autre variante, l'engin de glisse se présente sous une forme non plus circulaire, mais elliptique, comme indiqué sur la figure 21, le dispositif de contrôle de la trajectoire étant disposé de telle sorte que les pieds du pilote de l'engin sont orientés selon le grand axe de l'ellipse. - 13 - Revendications 1. Dispositif de contrôle de la trajectoire destiné aux engins de glisse, caractérisé en ce qu'il est comprend au moins une gouverne (4) réalisée en un matériau dur, préférentiellement métallique, susceptible de venir en saillie sous la surface définie par le plan de glisse du susdit engin de glisse, à l'intérieur des limites périphériques de l'engin de glisse, à une profondeur commandée en temps réel par une action spécifique du pilote. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la commande de la profondeur de la gouverne s'effectue en fonction de la pression exercée par les pieds du pilote sur l'engin de glisse. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend quatre gouvernes (4), disposées 15 approximativement où se placent les deux pointes de pieds et les deux talons du pilote de l'engin de glisse. 4. Dispositif selon l'une ou l'autre des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que les susdites gouvernes présentent une incurvation de telle 20 manière que lesdites gouvernes sont orientées vers l'extérieur de part et d'autre de l'axe longitudinal de la planche. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les gouvernes situées d'un même côté de l'axe longitudinal (AL) de l'engin de glisse présentent une combinaison d'incurvation et d'orientation telles qu'elles se situent dans le prolongement naturel l'une de l'autre. 2859388 -14- 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les gouvernes sont coulissantes à l'intérieur de rainures (la, lb, 1c, 1d) traversant l'épaisseur de l'engin de glisse. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la périphérie des rainures traversantes (la, lb, 1c, 1d) est renforcée par le biais d'une entretoise (5) liant rigidement les renforts supérieur et inférieur de l'engin de glisse. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que la surface de l'entretoise en contact avec la gouverne (4), est recouverte d'un matériau favorisant le glissement. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que la gouverne (4) présente une hauteur variable (H), plus importante en son centre qu'à ses extrémités. 10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que la gouverne présente en son centre un rayon de courbure (R) supérieur à ceux présents (R1, R2) à ses extrémités. 11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les gouvernes sont mises en oeuvre au moyen du déplacement sous le plan de glisse de l'une des lèvres (10, 11) qui sont en vis-à-vis lorsqu'une rainure traversante est ménagée dans la structure de l'engin de glisse, cette lèvre étant équipée d'un profilé métallique (12) formant carre. 2859388 -15- 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que les entretoises renforçant la structure de l'engin de glisse au droit de la ou des rainure(s) traversante(s)présente une disposition en dépouille/ contre-dépouille. 13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé en ce qu'un dispositif de butée (13) limite en direction du bas l'amplitude du mouvement de la partie déformable de la structure de l'engin de glisse. 14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 11 à 13, caractérisé en ce que la lèvre défolmable de la structure de l'engin de glisse est rendue plus flexible par un rapprochement ou un accolement de ses renforts supérieur et inférieur. 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que les renforts supérieur et inférieur de l'engin de glisse sont collés sur un noyau de nature et d'épaisseur déterminées en vue d'une 20 flexibilité optimale. 16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les gouvernes sont mises en oeuvre au moyen d'un ou de deux patins (19) actionnés par les pieds du pilote de l'engin, articulés autour d'un axe de rotation, et sur les côtés desquels sont disposées des carres susceptibles de mordre sur la neige ou la glace. 2859388 -16- 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que l'articulation entre le corps de l'engin de glisse et la ou les patins est constituée de languettes (20) assurant sur une petite largeur une continuité entre ces deux parties. 18. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 16 et 17, caractérisé en ce qu'un jeu de type cylindrique (21) existe entre le corps de l'engin de glisse et la ou les patins, en sorte qu'une inclinaison du ou des patins ne modifie pas ce jeu. 19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce qu'il est actionné par les pieds du pilote de l'engin, au moyen d'une platine (14), équipée d'un dispositif poussoir (15), articulée autour d'un axe sensiblement orienté dans le sens de la marche de l'engin, sur laquelle sont fixés les deux pieds du pilote. 20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 16 à 18, caractérisé en ce qu'il est actionné par les pieds du pilote de l'engin, au moyen de deux platines (14) (une par pied), articulées autour d'un axe sensiblement 20 orienté dans le sens de la marche de l'engin. 21. Dispositif selon l'une des deux revendications précédentes, caractérisé en ce que la ou les platine (14) est équipée d'un dispositif rotatif permettant le positionnement des pieds du pilote de l'engin en position longitudinale par rapport à l'engin, en position transversale, ou dans toute position intermédiaire. 2859388 -17- 22. Engin de glisse mettant en oeuvre le dispositif de contrôle de la trajectoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bordure périphérique dudit engin de glisse présente un profil arrondi dépourvu de carre. 23. Engin de glisse mettant en oeuvre le dispositif de contrôle de la trajectoire selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bordure périphérique dudit engin de glisse présente un profil remontant, à l'extrémité duquel est fixée la carre périphérique de l'engin 10 de glisse. 24. Engin de glisse mettant en oeuvre le dispositif de contrôle de la trajectoire selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est de forme circulaire, en ce que le dispositif de contrôle de la trajectoire est placé dans la partie centrale, en ce que cette partie centrale est plate ou présente une faible courbure dont le centre est orienté vers le haut, en ce que sa section présente un profil remontant et en ce que sa bordure présente un profil arrondi et dépourvu de carre. 25. Engin de glisse mettant en oeuvre le dispositif de contrôle de la trajectoire selon la revendication 24, caractérisé en ce que sa forme est approximativement elliptique, et que les dispositifs de guidage sont disposés de telle sorte que les pieds du pilote de l'engin soient orientés suivant le grand axe de l'ellipse définie par la forme de l'engin.