Brevet FR2870749A1 — publié le 20051202

-1-PLANCHE DE GLISSE Domaine technique L'invention se rattache au domaine des sports de glisse sur neige. Elle vise plus particulièrement des planches de glisse équipées de dispositifs actifs destinés à améliorer le comportement dynamique des planches, notamment en ce qui concerne la transmission des vibrations. Techniques antérieures De façon générale, les planches de glisse sur neige sont constituées par des structures rigides mais déformables, qui sont le siège de vibrations consécutives aux déformations de la planche lorsqu'elle suit le profil de la piste de glisse. La propagation de ces vibrations peut provoquer une gêne de l'utilisateur puisqu'elles se transmettent jusqu'à la jambe de ce dernier par l'intermédiaire de la chaussure. En outre, ces vibrations modifient les pressions d'appuis de la planche sur la neige, et provoquent donc des variations d'accrochage qui peuvent perturber la conduite de trajectoire. De multiples solutions ont déjà été proposées pour limiter l'influence de ces 20 vibrations, notamment la mise en place de dispositifs amortisseurs à base de matériaux viscoélastiques et de plaque de contrainte. Par opposition à ces systèmes passifs, il a également été proposé dans le document FR 2 741 274 d'équiper des skis de dispositifs actifs. Plus précisément, un tel dispositif comporte un capteur de vibrations de plusieurs types et notamment d'accéléromètres, des capteurs de pression ou autres. Ce capteur de vibrations permet d'élaborer un signal de commande d'un actionneur incluant des éléments piézo-électriques. Ces éléments piézo-électriques développent donc un effort dans le sens longitudinal du ski qui modifie donc la raideur de ce dernier, et perturbent la propagation des vibrations, dont l'influence est ainsi atténuée. Ce dispositif essentiellement théorique présente toutefois l'inconvénient d'être quasiment impossible à mettre en oeuvre. En effet, pour obtenir un effet mécanique sensible, il est nécessaire de disposer un nombre important d'éléments piézo-électriques les uns derrière les autres, de manière à multiplier les déformations élémentaires. Une telle construction est donc pénalisante en terme de poids ajouté sur la planche, ainsi qu'en consommation d'énergie électrique. Un problème que se propose donc de résoudre l'invention est celui de réaliser un amortissement actif qui puisse produire un effet satisfaisant sans générer de surpoids conséquent, qu'il s'agisse du dispositif mécanique en tant que tel, mais également de la source d'énergie électrique nécessaire à son bon fonctionnement. Exposé de l'invention L'invention concerne donc une planche de glisse sur neige qui comporte: ^ un capteur générant un signal en fonction des vibrations de la planche; ^ et un actionneur incluant des éléments piézo-électriques, alimenté en fonction de ce signal pour modifier la raideur d'un segment longitudinal à la planche. Conformément à l'invention, les éléments piézo-électriques de l'actionneur sont disposés perpendiculairement à la direction longitudinale de la planche. En outre, l'actionneur comporte un mécanisme amplificateur, permettant de transformer le déplacement transversal des éléments piézo-électriques, en un effort longitudinal. Autrement dit, le ou les éléments piézo-électriques développent élémentairement des efforts qui sont sensiblement transversaux, c'est-àdire globalement perpendiculaires à la direction de l'effort qu'il est nécessaire pour contrarier la propagation des vibrations, à savoir la grande dimension de la planche. Un dispositif mécanique convertit l'élongation transversale des éléments piézo-électriques en un déplacement longitudinal susceptible donc de modifier les propriétés mécaniques de la planche en vue de s'opposer à la propagation des vibrations. Avantageusement en pratique, l'actionneur est solidaire de la planche en deux points décalés longitudinalement d'une distance prédéterminée D. Cette distance est choisie pour optimiser l'effet de la force générée. En effet, le choix des points entre lesquels l'effort de correction est appliqué est fait en fonction des caractères intrinsèques de raideur de la planche, ainsi que du mode de propagation des vibrations, c'est-à-dire de la localisation des différents noeuds et ventres de vibrations. De même, l'actionneur caractéristique peut être monté sur la planche à une distance verticale tel que l'effort qu'il génère est exercé à une hauteur prédéterminée h par rapport à la fibre neutre de la planche. Autrement dit, en réglant cette hauteur, il est possible de régler le couple exercé sur la planche pour augmenter sa raideur en flexion. En pratique, le dispositif caractéristique permet d'augmenter de manière modulée la raideur de la planche. On peut donc définir la raideur de cet actionneur comme étant le rapport entre l'effort qu'il exerce dans un sens longitudinal par rapport à l'allongement qu'il provoque, toujours dans le même sens. En pratique, cette raideur est comprise entre 0,1.et 15 Newton/micromètres. En pratique, différents capteurs de vibrations peuvent être utilisés, et notamment un accéléromètre, qui peut être disposé de manière privilégiée en extrémité de la planche, au niveau de la spatule. On peut également utiliser des capteurs d'effort, qui sont interposés entre l'actionneur et un point fixe de la planche. Le montage du dispositif sur la planche peut se faire de différentes manières. Ainsi, l'actionneur peut être relié à un point fixe de la planche par une tige longitudinale rigide. En variante, l'actionneur peut également être relié à deux points fixes de la planche par l'intermédiaire de deux tiges longitudinales rigides, ces deux points fixes étant écartés transversalement. Dans certains cas de figures, il est possible d'utiliser deux actionneurs distincts, disposés au même niveau longitudinal de la planche, et situés de part et d'autre de l'axe longitudinal médian de la planche. Dans ce cas, il est possible d'agir non seulement sur la raideur en flexion, mais également la raideur en torsion 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. La figure 2 est une vue en coupe longitudinale médiane partielle au niveau du dispositif amortisseur du ski de la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective sommaire du dispositif installé sur le 25 ski de la figure 1, montré en vue éclaté. Les figures 4, 5 et 6 sont des vues de dessus de skis équipés de dispositifs caractéristiques selon différentes variantes. Manière de réaliser l'invention Comme déjà évoqué, l'invention concerne des planches de glisse équipées d'un dispositif destiné à amortir la transmission des vibrations. Il peut s'agir de différentes planches de glisse présentant une capacité de déformation en flexion ou en torsion, et notamment, mais non exclusivement, des skis comme illustré à la figure 1. Plus précisément, le ski (1) illustré à la figure 1 comporte de façon classique une fixation formée d'une butée (2) et d'une talonnière (3). Dans sa partie avant, le ski comporte un dispositif amortisseur (10) conformément à l'invention. Ce dispositif (10) se compose de manière principale d'un actionneur (11), d'une tige rigide (12), et de deux butées (13, 14) solidaires de la planche. Plus précisément, l'actionneur (11) inclut des éléments piézo-électriques à l'intérieur de la poutre transversale (15). Cette poutre peut donc se contracter ou s'étirer en fonction d'une tension électrique appliquée par un dispositif de commande. La dilatation de la poutre centrale (15) peut être convertie de manière amplifiée par la construction géométrique de l'actionneur, et notamment des deux portions (17, 18) arquées reliant les extrémités de la poutre transversale (15), de part et d'autre de cette dernière. Le mode de fonctionnement de cet actionneur est décrit plus en détail dans le document FR 2 740 276. Cet actionneur est commandé à partir d'une information relative à l'état de vibrations données par un capteur. Ce capteur peut être, comme illustré à la figure 1, un accéléromètre (20) disposé au niveau de la spatule (5) du ski, et relié à l'actionneur par une connexion électrique appropriée (6). Cet actionneur (11) est relié au ski par l'intermédiaire de deux points fixes, constitués par des butées fixées sur la face supérieure de la planche. Une de ces butée (13)est disposée à proximité de la butée (2) de la fixation, et elle peut inclure à l'intérieur de son volume une source d'énergie électrique sous forme d'un accumulateur par exemple, ou bien encore d'une cellule photoélectrique. Cette butée arrière (13) présente une face avant (21) sur laquelle est fixée la partie arrière de l'actionneur (11). La partie avant (22) de l'actionneur peut recevoir quant à elle une tige rigide (12) venant s'enticher dans la butée avant (14), par exemple à l'intérieur d'un logement (24) prévu à cet effet. Dans le cas où les butées avant et arrière sont suffisamment proche, l'actionneur peut agir directement sur ces dernières, sans nécessiter l'emploi d'une tige. La distance D séparant les faces avant (21) et arrière (25) des butées fixes respectivement arrière (13) et avant (14) peut être ajustée pour optimiser l'effet de l'actionneur. Typiquement, cette distance D est comprise entre 2 et 25 centimètres. La tige de liaison (12) présente quant à elle une rigidité suffisante pour ne pas être déformée par les efforts exercés par l'actionneur (11), mais au contraire les transmettre. Cette tige (12) peut donc présenter un diamètre de l'ordre de 2 à 6 millimètres, et elle est réalisée en un métal rigide tel qu'en acier inoxydable. On remarquera à la figure 2 que la tige (12) est légèrement inclinée vers le bas et vers l'avant, essentiellement pour des raisons d'aérodynamisme, et éviter que la butée avant (14) soit trop proéminente. Dans une variante de réalisation non représentée, l'extrémité avant de la tige peut venir au contact de la butée avant par l'intermédiaire d'un système de rotule autorisant ainsi la rotation de l'extrémité de la tige consécutive à des phénomènes de torsion. Comme illustré à la figure 2, l'effort F exercé par l'actionneur (11) sur la tige (12) présente un point d'application (28) surélevé d'une hauteur h par rapport à la fibre neutre (7) de la planche. Cette hauteur h est typiquement de l'ordre de 0 à 40 millimètres, étant entendu que plus elle est élevée, plus le couple de flexion exercé par l'actionneur sera important. Comme on notera sur la figure 3, l'extrémité avant de la tige (12) est filetée et insérée dans la base (2). Ce filetage permet de faire varier la longueur de la tige (12) encastrée à l'intérieur de la butée avant (14) , et ainsi de précontraindre l'actionneur si besoin. En pratique, les efforts développés par l'actionneur (11) peuvent atteindre des valeurs de l'ordre de.10 à 2000 Newtons pour des déplacements correspondants, dans le sens longitudinal de l'ordre de.20 à 1000 micromètres. Le dispositif caractéristique peut être d'être installé sur un ski ou de façon plus générale sur une planche de glisse de différentes manières et à différents endroits de la face supérieure de la planche. Ainsi, comme illustré à la figure 1, l'actionneur unique (11) peut être disposé dans la partie avant du ski, et exercer un effort par l'intermédiaire d'une seule tige longitudinale (12). Dans la variante illustrée à la figure 4, un actionneur unique (31) peut être relié à deux points fixes (34, 35) situés le plus avant, par l'intermédiaire de deux tiges longitudinales (32, 33). Dans la variante illustrée à la figure 5, la partie avant du ski comporte deux actionneurs distincts (41, 42), coopérant chacun avec deux paires de points fixes par l'intermédiaire chacun d'une tige (43, 44). Le même type d'actionneur (51) peut être installé en partie arrière de la planche, comme illustré à la figure 6, éventuellement en combinaison avec un autre actionneur (61) situé en partie avant. Bien entendu, toutes les combinaisons de ces différentes variantes peuvent être envisagées en fonction des niveaux d'efforts exercés ainsi que des caractéristiques mécaniques intrinsèques de la planche, notamment en ce qui concerne les raideurs en flexion et en torsion. Il ressort de ce qui précède que les planches de glisse conformes à l'invention présentent l'avantage de bénéficier d'un dispositif réduisant l'appropriation des vibrations avec une efficacité supérieure aux dispositifs de l'Art antérieur, et ce sans augmenter de manière exagérée le poids de la planche, ni dégrader de manière trop importante ces propriétés aérodynamiques. -9-REVENDICATIONS 1/ Planche de glisse (1) sur neige, comportant: É un capteur (20) générant un signal en fonction de l'état de vibration de la 5 planche; É un actionneur (11) incluant des éléments piézoélectriques, alimentés en fonction dudit signal pour modifier la raideur d'un segment longitudinal de la planche, caractérisée en ce que: - les éléments piézoélectriques de l'actionneur (11) sont disposés perpendiculairement à la direction dudit segment longitudinal de la planche; - l'actionneur (11) comporte un mécanisme amplificateur (15, 17, 18) permettant de transformer le déplacement transversal des éléments piézoélectriques en effort longitudinal. 2/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'actionneur (11) est solidaire de la planche en deux points décalés longitudinalement d'une distance prédéterminée D. 3/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'actionneur est 20 monté sur la planche à une distance telle que l'effort F qu'il génère est exercé à une hauteur h par rapport à la fibre neutre (7) de la planche. 4/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la raideur de l'actionneur est comprise entre 0,1 et 15 Newton/micromètre. 5/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que le capteur (20) est un accéléromètre. 6/ Planche de glisse selon la revendication 5, caractérisée en ce que le capteur (20) 30 est situé en extrémité de la planche. 7/ Planche de glisse selon la revendication 5, caractérisée en ce que le capteur est un capteur d'effort. 8/ Planche de glisse selon la revendication 7, caractérisée en ce que le capteur d'effort est interposé entre l'actionneur et un point fixe de la planche. 9/ Planche de glisse selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'actionneur 5 possède une zone reliée à un point fixe (14) de la planche par l'intermédiaire d'une tige (12) longitudinale rigide. 10/ Planche de glisse selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'actionneur (31) possède une zone reliée à deux points fixes (34, 35) de la planche, écartés transversalement par l'intermédiaire de deux tiges longitudinales rigides (32, 33). 11/ Planche de glisse selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins deux actionneurs (41, 42) disposés au même niveau longitudinal de la planche, de part et d'autre de l'axe longitudinal médian de la planche. 12/ Planche de glisse selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comporte une source d'énergie électrique autonome apte à alimenter l'actionneur et le capteur.