Brevet FR2866243A1 — publié le 20050819

-1- La présente invention concerne de façon générale les engins de sport et de loisir, et plus particulièrement une planche à roues gonflables toutterrain, de structure légère et transportable, de construction simple et robuste, propulsée par un gréement de planche à voile. Sur ce type d'engin, la propulsion est assurée par l'utilisation de la force du vent dans la voile. Le pilote se tient debout et contrôle, avec ses pieds, l'inclinaison de la planche pour se diriger. Cette planche à roues à propulsion éolienne que l'on pilote comme une planche à voile est prévue pour évoluer sur des surfaces planes, lisses ou accidentées dites tout- terrain (plages à marée basse, terrains de sport en terre ou en herbe, aires de jeux, parking ou prairies). En premier lieu destinée aux véliplanchistes, cette planche doit permettre la réalisation de toutes les figures de la planche à voile moderne à savoir des rotations en pivot sur l'avant ou l'arrière de la planche, des glissades contrôlées de la partie avant et/ou arrière de la planche et des sauts multiples par impulsion du pilote. Ces acrobaties font référence aux nouvelles codifications des mouvements techniques des compétitions internationales actuelles en planche à voile, régies par l'Association des véliplanchistes professionnels: la PWA). Pour un public moins averti, l'invention est destinée à la promenade et à la découverte facile et sans effort des premières sensations de glisse de la planche à voile. La présente invention vise à améliorer les engins existants. Dans ce domaine technique il existe deux types de supports (les plus répandus) sur lesquels on fixe une voile: le skateboard et les longues planches à roues gonflables prévues pour évoluer sur les plages à marée basse. Le premier support existant, le skateboard à voile, est composé d'une planche d'environ 80 cm de long et 20 cm de large dont l'empattement (distance séparant les essieux de l'engin) est d'environ 50 cm; les essieux d'environ 20 cm de large supportent chacun deux roues pleines en plastique plus ou moins tendre d'environ 5 cm de diamètre et destinées à rouler sur l'asphalte. Le manque de contrôle général et de stabilité à grande vitesse constituent l'inconvénient majeur de ce type de planche. En effet, l'empattement est trop court, les essieux ne sont pas assez larges et le diamètre des roues est trop petit. De plus, les roues du skateboard ne permettent pas une pratique tout-terrain. Le deuxième support cité est en revanche bien adapté à une pratique sur des surfaces accidentées puisqu'il est équipé de grandes roues gonflables d'un diamètre compris entre 25 cm et 40 cm. La planche (de 145 cm à 200 cm de long) et l'empattement sont également plus longs ce qui offre une meilleure stabilité à l'engin. Cependant, le problème de ce type de planche, dû à leurs caractéristiques techniques, est le manque de maniabilité et le sur-poids. En somme le problème technique posé, au vu des caractéristiques des engins existants, est de concevoir une planche à roues tout-terrain dont la longueur et l'empattement offrent un compromis entre maniabilité et stabilité directionnelle et dont le poids total permette à tous de manipuler l'engin avec aisance. Par ailleurs, afin de réaliser les figures de la planche à voile moderne, la planche doit être équipée d'un système permettant au pilote de soulever l'une ou l'autre des extrémités avec ses pieds pendant son déplacement: le pilote doit être solidaire de la planche par les pieds (grâce à des cale-pieds par exemple). De plus, corrélativement, le point de fixation de la voile à la planche doit être placé de telle façon qu'un couple de force suffisant (issu de l'action de la force du vent dans la voile et de la traction d'un ou des deux pieds solidaires de la planche) soit créée pour faire pivoter la planche sur l'essieu avant ou l'essieu arrière (bascules contrôlées). Le dispositif selon la présente invention permet de remédier aux problèmes posés. 20 La planche à roues tout-terrain à propulsion éolienne, comporte une planche, deux essieux, quatre roues gonflables, deux sangles de cales-pieds et un pied de mât. Selon des modes particuliers de réalisation, nous pouvons définir l'emplacement du pied de mât à l'intérieur d'un intervalle dont les limites sont calculées en fonction de l'empattement. En outre, vu les contraintes exercées sur le pied de mât, ce dernier doit être robuste pour garantir la liaison de la voile à la planche et peut être composé d'un silentbloc vissé dans un insert métallique à travers la planche. Les sangles de cales-pieds, indispensables au contrôle de la planche en ligne droite et dans les figures, peuvent être placées symétriquement sur la planche de telle façon que le pilote puisse se diriger dans les deux sens. En corrélation avec cette particularité, au moins un insert de fixation du pied de mât peut-être placé à chaque extrémité de la planche afin de laisser le choix au pilote de déterminer son sens de déplacement. De plus, pour améliorer l'appui, les cale-pieds peuvent être décalés par rapport à l'axe longitudinal vers les orteils du pilote. Enfin, dans la perspective de faciliter l'apprentissage de la présente invention, les sangles cale-pieds peuvent être remplacées en lieu et place par deux butées ouvertes permettant de caler les bords externes des pieds. Les dessins annexés illustrent l'invention: FIG. 1 représente la dite planche à roues tout-terrain à propulsion éolienne en évolution 5 avec son pilote. Cette représentation nous donne une vision d'ensemble des capacités de la présente invention. FIG. 2 représente une vue d'ensemble en perspective de la planche à roues tout-terrain avec le pied de mât mais sans la voile. FIG. 3 représente une vue du dessus de la planche à roues tout-terrain permettant de montrer l'écartement des cale-pieds et leur orientation sur la planche. FIG. 4 représente une vue du dessus de la planche à roues tout-terrain permettant de 15 mettre en évidence le placement des cale-pieds par rapport à l'axe longitudinal de la planche. FIG. 5a représente le pied de mât (prévu pour y fixer la voile), les éléments qui le composent ainsi que son système de fixation à la planche (présenté en coupe). FIG. 5b représente une vue en perspective de l'insert métallique introduit dans la planche pour visser le pied de mât. FIG. 6a représente une vue du dessus de la planche à roues tout-terrain permettant de 25 mettre en évidence l'intervalle délimitant l'emplacement du pied de mât. FIG. 6b représente une vue du dessus de la planche à roues tout-terrain permettant de montrer qu'elle est équipée de deux inserts de fixation de pied de mât. Selon une caractéristique de l'invention, (FIG. 1 et FIG. 2) la planche (7), plateau sur lequel le pilote place ses pieds, est fabriquée en bois (lamellé-collé), en matériaux composites ou par utilisation de ces deux procédés. Le nombre de plis successifs varie de 6 à 10 en fonctions du poids du pilote. Dimensions du plateau: la longueur du plateau est comprise entre 100 cm et 130 cm la largeur du plateau est comprise entre 20 cm et 45 cm l'épaisseur du plateau varie entre 1cm et 2 cm en fonction du type de fabrication 2866243 -4- La présente invention précise l'importance du tonus du plateau (ce que l'on appelle le flex ), c'est à dire la capacité de la planche à se déformer sous les appuis du pilote et à reprendre le plus vite possible sa forme initiale. L'énergie ainsi libérée, selon le principe d'action réaction, est utilisée par le pilote (1) pour faire décoller du sol deux ou les quatre roues de l'engin. Le flex du plateau donne à la planche à roues tout-terrain à propulsion éolienne son caractère maniable et aérien. Selon une autre caractéristique de l'invention, (FIG. 1 et FIG. 2) l'utilisation des cale-pieds (12) est fondamentale pour exploiter le tonus du plateau mais aussi pour obtenir un meilleur contrôle de l'engin à grande vitesse et dans les figures (sauts, pivots et glissades). La planche à roues à propulsion éolienne (B), comme une planche à voile, reçoit sur le plateau deux sangles cale-pieds (12). Ces derniers appelés footstraps sont identiques à ceux utilisés en planche à voile. Ils sont constitués d'un système de sangles à bandes autogrippantes à trois rabats superposés permettant l'ajustement aux pieds du pilote et recouverts d'une enveloppe de mousse synthétique. Selon la FIG. 3, l'écartement (L) des cale-pieds (12) est compris entre 45 cm et 70 cm en fonction de la taille du plateau (7) et du pilote (1). Comme le montre la FIG. 3, les pieds du pilote (1) sont disposés selon un angle (a) compris entre 5 et 45 décrit par l'axe du cale-pieds (17) et l'axe longitudinal (16) de la planche. La symétrie, qui caractérise le placement des cale-pieds, permet d'aller en avant et en arrière sans changer la position des pieds. Cette caractéristique est fondamentale dans la présente invention car elle précise que le pilote (1) conserve une position de pieds unique et définitive pour évoluer dans l'espace avec l'engin. En effet, ce système permet au pilote de multiplier les changements de trajectoires à grande vitesse sans perdre le contrôle. La FIG. 4, nous permet de visualiser l'emplacement des cales-pieds (12). Ils sont situés sur un axe (X1-X2) qui passe par les centres (54) des cales-pieds (12) parallèle à l'axe longitudinal du plateau (16) et décalé vers le bord où sont orientés les orteils du pilote à une distance (d) de l'axe longitudinal (16) qui correspond au maximum à 1/8 et de préférence à une valeur comprise entre 1/12 et 1/10 de la largeur maximale de la planche (7). Ce placement asymétrique (par rapport à l'axe longitudinal (16)) des calepieds a pour but de centrer les appuis du pilote sur la planche. En effet, ce décalage permet d'aligner la projection du centre de gravité du pilote avec l'axe longitudinal de la planche (16) et l'on obtient ainsi des appuis sur les talons et sur les orteils identiques. 2866243 -5- Lors des virements de bord (changements de direction par rapport au vent), le placement des pieds reste inchangé, le pilote (1) se retrouve donc dans une posture dite inversée , que l'on retrouve en planche à voile moderne. Sur le plan fonctionnel, cette particularité posturale originale est une caractéristique fondamentale de la présente invention qui la distingue de tout autre planche à roues à propulsion éolienne. Pour favoriser l'apprentissage du pilotage, l'utilisation des sangles cale- pieds (12) peut être progressive. Et l'engin peut être utilisé au début sans cale-pieds, ces derniers étant facilement démontable, ou avec des butées sur lesquelles le pilote vient bloquer les bords extérieurs de ses pieds. Selon la FIG. 2, afin d'améliorer le confort et le contrôle de l'engin, tout ou partie du plateau est recouvert d'un matériau antidérapant (14) : matière caoutchouc avec rainures en relief ou antidérapant de skateboard (matière autocollante proche du papier abrasif pour bricolage). Ces parties antidérapantes (14) pourront être d'épaisseurs multiples. En effet, elles pourront être plus épaisses sous les talons et sous les orteils afin d'éviter que le pied ne se déloge trop facilement du calepied (12). La FIG. 2 met en évidence une autre caractéristique de la présente invention: les essieux (8), fixés à la planche pour supporter les roues et permettre, par inclinaison du plateau, (7) les changements de trajectoires, sont de deux types. Le premier est un modèle d'essieux élargis de skateboard dont la largeur varie entre 25 cm et 50 cm et dont la hauteur varie de 5 cm à 7 cm. Ce type d'essieux construit le plus souvent en aluminium ou en matériaux composites, bénéficie d'un poids léger et d'une grande réactivité dans les changements de trajectoires. Le système d'inclinaison de la planche est assuré par des gommes en plastique ou en caoutchouc qui se compressent sous les appuis du pilote. Ils équiperont préférablement des modèles prévus pour réaliser des figures extrêmes ou destinés aux pilotes les plus légers. Le second est un modèle issu d'une technologie plus récente, dont la largeur varie entre 30 cm et 55 cm et la hauteur de 5 cm à 12 cm (voir Brevet N US 5997018). Sur ce modèle, le système permettant l'inclinaison de la planche (7) est assuré par des ressorts à l'intérieur desquels se trouvent des gommes tampons en plastique ou en caoutchouc. Les ressorts offrent au système une compression plus régulière dont la dureté peut être modifiée en écartant les ressorts (plusieurs positions de réglages possibles) ou en variant la nature des ressorts et/ou des gommes. Construits en acier, en aluminium ou en matériaux composites, ces essieux procurent une meilleure tenue de route à l'engin 2866243 -6- (notamment à grande vitesse) et une conduite plus confortable. Ceux-ci équiperont plutôt des modèles prévus pour la pratique sur terrains très accidentés, l'initiation ou la promenade. Quelque soit le type d'essieux (8) utilisé, ceux-ci sont fixés à travers la planche (7) au moyen d'un jeu de quatre vis (15) métalliques et inoxydables. Selon une autre caractéristique de la présente invention, les roues, au nombre de quatre, sont composées (FIG. 2) d'une jante (10) construite en matériaux composites, en plastique ou en aluminium, d'un pneu (9) et d'une chambre à air. Les quatre roues d'une même planche sont identiques en diamètre et en largeur, seul le dessin des pneus (9) peut varier entre l'essieu (8) avant et arrière. Les roues sont fixées aux essieux par un écrou (13) vissé sur un filetage prévu à cet effet. Les roues tournent sans effort grâce à un système de deux roulements à billes (11) intégrés à chaque jante et tournants autour de l'essieu (8). En fonction des modèles, les dimensions varient: diamètre des gentes: compris entre 10 cm et 25 cm diamètre extérieur des pneus: compris entre 15 cm et 30 cm épaisseur du pneu (distance comprise entre le bord intérieur et le bord extérieur) : comprise entre 3 cm et 10 cm. largeur du pneu vu de face: comprise entre 3 cm et 10 cm. Le dessin des pneus, qui induit l'adhérence de l'engin, varie en fonction de la nature des revêtements rencontrés. En effet, pour l'utilisation sur parking, route ou tout autre revêtement dur, plat et lisse, on préfèrera des pneus (9) lisses ou à rainures longitudinales pour améliorer l'adhérence. Au contraire pour tous les autres terrains accidentés et non lisses (terre, sable, herbe, gravillons) on préfèrera des pneus (9) en relief avec des crampons ou des dessins de type losange par exemple. De façon générale plus le sol est mou et accidenté plus le diamètre et la largeur des pneus sont grands. Selon une autre caractéristique de la présente invention, le gréement (A) est l'élément qui permet au pilote de propulser l'engin en transmettant la poussée vélique (force du vent dans la voile) à la planche par l'intermédiaire de ses pieds et du pied de mât (6) (FIG. 1). Le gréement (A) utilisé dans le cadre de la présente invention est le même que celui d'une planche à voile à ceci près qu'un gain de poids général peut être bénéfique. Un renforcement de la voile, adapté aux contraintes de l'activité (tissus et matériaux utilisés) sur certaines zones (bordure et panneaux sous le wishbone, guindant, chute, têtière et protection de lattes de la voile) peut faire l'objet d'un développement spécifique pour éviter une usure précoce. D'après la FIG.1, le gréement (A) est composé d'un mât (4), d'une embase de mât (5), 10 d'une voile (2) et d'un wishbone (3) qui est la partie sur laquelle le pilote (1) pose ses mains pour manier la voilure. Comme on peut le constater sur la FIG. 5a, le pied de mât (6), selon une autre caractéristique de la présente invention, peut être composé des éléments suivants: un diabolo (silentbloc (22) en caoutchouc comportant une tige filetée (21) et (23) sur chacune de ses bases et permettant l'articulation du mât dans toutes les positions) équipé, dans sa partie haute d'un embout (20) dit universel , vissé et collé sur la tige filetée supérieure (21) du diabolo , dans lequel vient s'emboîter l'embase du mât (5) (qui elle même reçoit le mât) et, dans sa partie basse, d'une tige filetée (23) permettant de recevoir une rondelle (25) et un écrou (26). Précisons que le dit embout universel (20) est une pièce aux cotes précises et communes sur le marché des accessoires de planche à voile, le plus souvent elle est fournie lors de l'achat d'une embase de mât (5). La tige filetée inférieure (23) du diabolo traverse le plateau (7), grâce à une perforation 25 (50) prévue à cet effet. Une rondelle (25) et un écrou (26) avec bague plastique intégrée (écrou non dévissable) viennent la bloquer sous le plateau (7). Selon la FIG. 5b, il est précisé selon la présente invention que la perforation (50) du plateau sera équipé d'un insert métallique cylindrique (24) taraudé, permettant de visser la tige filetée (23) du diabolo afin d'augmenter la solidité de l'ensemble et éviter que le trou (50) dans le plateau ne se déforme avec le temps. La FIG. 6a représente la caractéristique fondamentale du véhicule toutterrain à propulsion éolienne selon la présente invention: l'emplacement du pied de mât (6). En effet celui-ci est garant du comportement de l'engin et de sa tenue de route (manoeuvrabilité, aptitude à permettre la réalisation des figures de la planche à voile moderne, contrôle dans les sauts et à grande vitesse). Le pied de mât (6) sera placé sur l'axe longitudinal (16) du plateau (7) et selon une position particulière en corrélation avec 2866243 -8- l'empattement (E) de l'engin, c'est à dire la distance séparant les axes des essieux de celui-ci. Ledit pied de mat (6) est monté sur la planche (7) en un emplacement localisé entre l'essieu avant et l'essieu arrière en un point qui est situé à une distance (i) de l'un ou l'autre de ces essieux qui est au maximum égale à 1/6 de l'empattement (E) de la planche à roues (B). Cette relation liée à la valeur de l'empattement (E) permet de calculer précisément le point limite (18) de placement du pied de mât dans sa position la plus reculée par rapport à l'avancement de l'engin; la limite du placement du pied de mât vers l'avant de l'engin est, quelque soit son empattement (E), le centre de l'axe de l'essieu avant (17). En effet, le couple de force issue de la poussée vélique transmise par le pied de mât (orientée vers le bas) et la force de traction du pied arrière (orientée vers le haut), est idéal (contrôle de la bascule avant de la planche autour de l'axe de son essieu avant) tant que le pied de mât est placé sur les limites de l'intervalle (i) ou à l'intérieur de celui-ci. Or, si le pied de mât est placé en avant du centre de l'axe de l'essieu avant (17), la bascule avant est excessive et devient incontrôlable notamment quand le vent est fort (poussé vélique trop importante). A l'inverse, si le pied de mât est placé en arrière de la limite arrière (18), le couple de force n'est plus assez conséquent pour déclencher une bascule avant autour de l'axe de l'essieu avant et le comportement de la planche recherché n'existe plus. L'emplacement du pied de mât sera positionné sur l'intervalle (i) selon la longueur des modèles de planche proposés, le gabarit du pilote et sa façon de piloter. Tel que décrit dans la FIG. 6b, il est prévu selon la présente innovation qu'au moins un insert métallique cylindrique (24) soit placé aux deux extrémités de la planche (à l'avant et à l'arrière) de telle façon que l'engin puisse être utilisé en plaçant la voile (A) dans l'un ou l'autre selon les préférences du pilote. C'est à dire que le pilote pourra réaliser des figures en alternant les sens de déplacement: jambe gauche à l'avant et jambe gauche à l'arrière. L'alternance du travail de latéralité permet au pilote de se perfectionner sur les deux amures (côté d'où le pilote reçoit le vent). La technologie de fabrication et les matériaux utilisés sont sensiblement proche du savoir faire des industries du skateboard, du surf des neiges et de la planche à voile, donc l'application industrielle de cette planche à roues tout-terrain à propulsion éolienne est directement issu de ces industries. REVENDICATIONS 1) Planche à roues tout-terrain (B), à propulsion éolienne au moyen d'un gréement (A) pour planche à voile, comportant une planche (7), deux essieux (8), quatre roues (9), deux sangles de cale-pieds (12) et un pied de mât (6) permettant de solidariser le gréement (A) et la planche (7), caractérisée en ce que ledit pied de mât (6) est monté sur la planche (7) en un emplacement localisé entre l'essieu avant et l'essieu arrière en un point qui est situé à une distance de l'un ou l'autre de ces essieux qui est au maximum égale à 1/6 de l'empattement (E) de la planche à roues (B), c'est-à-dire de la distance séparant les essieux avant et arrière. 2) Planche à roues tout-terrain à propulsion éolienne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le montage du pied de mât (6) sur la planche (7) est réalisé à l'aide d'un insert métallique taraudé (24) immobilisé dans un trou (50) comporté par la planche (7) à l'emplacement choisi pour le pied de mât, ce dernier comportant une tige filetée (23) qui est vissée dans l'insert (24). 3) Planche à roues tout-terrain à propulsion éolienne selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la planche (7) comporte au moins deux trous (50) dans chacun desquels est logé un insert de fixation (24), les trous (50) étant situés respectivement au niveau de chacun des essieux avant et arrière. 4) Planche à roues tout-terrain à propulsion éolienne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'axe X1-X2 qui passe par les centres (54) des cales-pieds (12) est situé en direction du bord vers lequel sont orientés les orteils du pilote à une distance (d) de l'axe longitudinal (16) de la planche (7), cette distance (d) correspondant au maximum à environ 1/8 et de préférence à une valeur comprise entre 1/12 et 1/10 de la largeur maximale de la planche (7).