Brevet FR2881660A1 — publié le 20060811

Planche de glisse ou de roulage à structure composite L'invention concerne une planche de glisse ou de roulage à structure composite. Dans le domaine du ski alpin il est connu d'utiliser des skis munis d'éléments de retenue de la chaussure. De façon classique un ski comprend un noyau central situé entre deux sousensembles de renfort supérieur et inférieur, le sous-ensemble inférieur comprenant la semelle de glisse et les carres. Une des fonctions du noyau est de maintenir l'écartement entre les renforts supérieur et inférieur à la manière d'une entretoise. Une autre fonction du noyau est d'influer sur les paramètres mécaniques de la planche, et notamment sur le rapport entre la flexion et la torsion sur la longueur du ski. Dans cet esprit il existe des demandes de brevet qui décrivent des moyens pour maîtriser le rapport entre la flexion et la torsion de la planche. On peut citer par exemple les demandes de brevet EP933099, AT376890, ou encore JP4164467, JP52132936 qui décrivent des structures ondulées en accordéon ou en zigzags rapportées au-dessus de la surface supérieure du ski ou intégrées dans le noyau. Ces dispositifs donnent de bons résultats, toutefois leur action sur la longueur du ski est relativement uniforme. Compte tenu de cet art antérieur, il existe un besoin pour une planche de glisse ou de roulage ayant une structure améliorée sur le plan de la relation entre la flexion et la torsion. Selon l'invention la planche de glisse ou de roulage comprend une structure composite longiligne avec un noyau central, un sous-ensemble de renfort supérieur et un sous-ensemble de renfort inférieur. Elle est caractérisée par le fait que sur au moins la plus grande partie de sa longueur le noyau est formé en au moins deux portions de noyau superposées et séparées par une surface de séparation formant une succession de vagues avec des creux et des crêtes qui s'étend selon la direction longitudinale du noyau. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description cidessous et aux dessins qui lui sont attachés. La figure 1 représente un ski alpin. La figure 2 représente le ski de la figure 1 en section transversale. La figure 3 est une vue en coupe du ski de la figure 1 selon une section longitudinale. Les figures 4 à 6 sont relatives à des variantes de réalisation. Les figures 7 à 15 sont relatives à d'autres variantes de construction. Les figures 16 et 17 montrent un autre mode de construction du noyau. La figure 18 est relative à un autre mode de mise en oeuvre de l'invention. Les figures 19 à 21 représentent différents modes de construction de la surface de séparation pour le ski de la figure 18. Le ski représenté dans la figure 1 présente de façon classique la forme d'une poutre allongée avec à l'avant une spatule 2 recourbée vers le haut, et à l'arrière un talon 3. Vu de côté la poutre du ski est cambrée, au repos elle repose sur une surface hypothétique par deux lignes de contact 5a et 5b avant et arrière, et entre ces lignes de contact la poutre est cambrée vers le haut. Vu de dessus le ski a une largeur variable avec une largeur maximale vers la spatule 2 et le talon 3, et depuis ces zones la largeur diminue progressivement jusqu'à la zone centrale 4 du ski qui est par ailleurs prévue pour recevoir les éléments de retenue de la chaussure. Vu en section transversale la structure du ski comprend un noyau central 6 et deux sous-ensembles inférieur et supérieur de renfort 7 et 8. Le sous-ensemble inférieur 7 comprend de façon connue une semelle de glisse 10 qui est bordée de deux carres 11 et 12, et surmontée d'un renfort 13. Le renfort est formé par une couche de renfort ou plusieurs couches superposées, ce ou ces renforts pouvant être formés par une lame métallique ou une nappe de fibres noyées dans une matrice de résine. Le sous-ensemble de renfort supérieur 8 comprend de la même façon un renfort 14 formé par une ou plusieurs couches de renfort métallique ou composite, et une couche extérieure de dessus 15 qui est éventuellement décorée. Le ski représenté en section a une structure de coque, c'est-à-dire que le sous-ensemble de renfort supérieur redescend le long des flancs latéraux du ski jusqu'aux carres. Ce mode de construction n'est pas limitatif et le ski pourrait avoir toute autre structure, de type sandwich, de type "cap", caisson ou autre. Entre les sous-ensembles inférieur et supérieur se trouve le noyau 6 qui va maintenant être décrit. De façon connue le noyau 6 s'étend sur quasiment toute la longueur du ski, il définit l'écartement entre les sous-ensembles supérieur et inférieur. Selon une caractéristique de l'invention sur une partie de sa longueur au moins le noyau est en deux portions qui sont superposées et ajustées entre elles. La surface de séparation entre les deux portions forme une succession de vagues avec des crêtes et des creux. On a trouvé en effet qu'un tel noyau en deux portions améliorait de façon significative les propriétés mécaniques du noyau par rapport à un noyau monobloc car il permet de mieux gérer le rapport flexion torsion du ski. De plus on a un effet d'amortissement résultant du cisaillement qui se produit au niveau de la couche de séparation. Comme cette couche de séparation a une forme de vagues, les contraintes de cisaillement prennent une direction qui varie sur la longueur du ski. En outre les vagues permettent de modifier la répartition de pression du ski sur la neige en localisant des surpressions au niveau des creux de vague. Partant de cette constatation on a cherché à maîtriser le rapport flexion/torsion et l'amortissement sur la longueur du ski en modifiant certains paramètres de la surface de séparation entre les deux portions de noyau. La figure 3 montre un premier mode de mise en oeuvre de l'invention. Dans cette figure et les figures suivantes les proportions du ski en épaisseur ont été volontairement exagérées pour faciliter la compréhension de ces figures. Selon ce qui est représenté dans cette figure, le noyau 6 s'étend sur quasiment toute la longueur du ski, excepté au niveau de la spatule et du talon où il est remplacé par un insert. Ce mode de construction n'est cependant pas limitatif, et on pourrait avoir un noyau s'étendant sur toute la longueur du ski, ou encore avoir dans ces zones les deux sousensembles de renfort au contact l'un de l'autre, ou tout autre mode de construction. Le noyau 6 est en deux parties 18 et 19 qui sont superposées avec une surface de séparation. La surface de séparation 21 entre les deux portions présente ici une forme ondulée avec des vagues qui ont des crêtes 21a et des creux 21b. Chacune des vagues peut se définir par son amplitude, c'est-à-dire la différence de hauteur entre un creux et une crête, sa longueur, c'est-à-dire la distance entre deux crêtes ou deux creux successifs, la forme, c'est-à-dire notamment l'inclinaison et la courbure de ses fronts montants, l'orientation des crêtes et des creux relativement à la direction longitudinale définie par la poutre. Selon une caractéristique optionnelle de l'invention l'un au moins de ces paramètres varie sur la longueur du ski de façon à ce que le rapport flexion/torsion varie sur la longueur du ski. Selon le mode de réalisation représenté la surface de séparation 21 comprend trois zones, deux zones avant et arrière 23, 25 respectivement et une zone médiane 24. L'amplitude et la longueur des vagues sont plus importantes dans la zone médiane que dans les zones avant et arrière. De ce fait le ski est relativement plus raide en flexion et moins raide en torsion dans la zone médiane que dans les autres zones. Il faut cependant remarquer qu'en elle-même la séparation du noyau en deux portions distinctes assemblées entre elles renforce la rigidité du ski par rapport à un ski qui aurait un noyau monobloc. La disposition des zones n'est pas limitative et l'on pourrait avoir une disposition inverse comme l'illustre la figure 4 avec dans les zones avant et arrière 27 et 29 des vagues de longueur supérieure à celles des vagues de la zone médiane 28. Un tel ski est relativement plus raide en torsion et moins raide en flexion dans sa partie médiane 32 que dans les parties avant et arrière 31 et 33. La figure 5 montre en variante une zone médiane 32 et une zone avant 33 avec des vagues ayant une longueur inférieure à celle de la zone arrière 31. Les paramètres des vagues peuvent aussi varier. L'amplitude des vagues est variable aussi en relation avec l'épaisseur du noyau. C'est-à-dire que dans les zones d'extrémité du noyau où l'épaisseur est faible l'amplitude des vagues est nécessairement petite. Toutefois en relation avec ce paramètre il faut voir les choses de façon relative c'est-à-dire évaluer l'amplitude des vagues en fonction de l'épaisseur disponible du noyau. Dans les modes de construction précédents les vagues s'étendent sur une partie seulement de l'épaisseur du noyau sans venir au contact des sousensembles de renfort. En variante la figure 6 représente dans la zone médiane 38 du ski des vagues qui s'étendent sur toute l'épaisseur du noyau, c'est-à-dire que dans cette zone les vagues sont en contact avec les renforts et qu'elles assurent une liaison mécanique entre les renforts supérieur et inférieur. Dans les zones avant et arrière 37, 39 les vagues s'étendent sur une partie seulement de l'épaisseur du noyau sans venir au contact des sousensembles de renfort. On pourrait également avoir une surface de séparation dont les creux seulement sont en contact avec le sous-ensemble inférieur ou les crêtes en contact avec le sous-ensemble supérieur. Ou encore les crêtes et/ou les creux pourraient être en contact avec un sous-ensemble de renfort sur une partie seulement de la longueur du ski. Selon le mode de construction illustré en figure 7, les deux portions 41 et 42 du noyau 43 sont séparées par une surface de séparation 44 dont les vagues présentent en vue de côté une forme de dents de scie, chacune des dents 45 ayant une face montante 45a et une face descendante 45b en considérant le ski de l'arrière vers l'avant. L'inclinaison des faces montantes et descendantes peut être variable sur la longueur du ski. A titre d'illustration la figure représente une portion arrière 49 avec des faces montantes peu pentues et des faces descendantes abruptes, une zone médiane 50 avec des faces montantes et descendantes d'inclinaison symétrique et une portion avant 51 avec des faces montantes et descendantes d'inclinaison inverse par rapport à la zone arrière. On pourrait avoir toute autre disposition relativement à l'inclinaison des faces montantes et descendantes. La figure 8 représente un ski vu de dessus. Les traits mixtes 53 symbolisent les creux ou les crêtes des vagues de la surface de séparation. Cette figure illustre le fait que l'orientation des crêtes ou des creux par rapport à la direction longitudinale définie par la planche peut varier. Selon ce qui est représenté les crêtes ou les creux convergent vers un même côté de la planche. Pour une paire de skis, les crêtes ou les creux de l'autre ski convergeraient vers l'autre côté de la planche de façon à avoir une symétrie de miroir. On pense que cette disposition peut faciliter la prise de carres en virage. En variante les creux ou crêtes pourraient converger d'un côté du ski sur une partie de sa longueur et de l'autre côté sur une autre partie de sa longueur. Les variantes de construction représentées dans les figures 9 à 11 illustrent le fait que la largeur des vagues varie sur la longueur du ski. Selon ce qui est représenté dans la figure 9, la largeur des vagues 54 suit la ligne de cotes, c'est-à-dire qu'elle varie en fonction de la largeur du ski. Selon la figure 10 la largeur des vagues 55 est constante sur la largeur du ski. Selon le mode de construction de la figure 11, la largeur des vagues est maximale dans la zone médiane 58 du ski et elle diminue progressivement en direction des zones avant 59 et arrière 57. Les figures 12 et suivantes illustrent le mode de fabrication du noyau et de la couche de séparation des deux portions. La figure 12 représente à cet effet un noyau 65 de type usiné, c'est-àdire un noyau qui est réalisé avant la fabrication du ski dans le moule et qui est mis dans le moule de fabrication avec les autres composants. Les deux portions 66 et 67 du noyau 65 sont réalisées séparément et elles ont chacune une face de contact 68, 69 en forme de vagues. Les deux surfaces de contact sont ajustées, c'est-à-dire qu'elles s'épousent mutuellement lors de la superposition des deux portions. Les deux portions peuvent être placées dans le moule telles quelles, c'est-à-dire par simple contact sans moyen d'assemblage additionnel. Toutefois on préfère les assembler par une couche de colle. En variante, comme le représente la figure 13 les deux portions 71 et 72 son assemblées avec une couche intermédiaire 73. Cette couche est de toute nature appropriée, par exemple une couche de fibres enduites de résine, une couche de matière viscoélastique, une lame métallique ou autre. Les deux portions de noyau peuvent être réalisées en bois ou en mousse notamment en mousse de polyuréthane, ou encore l'une en bois et l'autre en mousse. Les portions en bois sont de préférence usinées par exemple avec une machine d'usinage à commande numérique. Les deux portions peuvent être réalisées avec du bois de la même essence ou avec des essences de bois différentes. Egalement le bois peut être du bois massif ou un assemblage de lamelles collées entre elles. Les portions en mousse sont ou bien usinées ou bien elles sont moulées et c'est lors de l'opération de moulage qu'est réalisée la forme de vagues de la surface de contact. Selon la variante illustrée en figure 14 on part d'une portion de noyau en bois 75. Cette portion a une longueur inférieure à celle du noyau fini, et elle présente à sa face inférieure une forme ondulée. Cette portion en bois est placée dans la partie supérieure d'un moule 77 ayant la forme du noyau fini, et on injecte dans le moule les composants d'une mousse par exemple une mousse de polyuréthane. Du fait de l'expansion de la mousse, la portion 78 en mousse épouse la forme ondulée de la surface de contact 76. La portion en bois 75 est prévue pour venir au contact du sous-ensemble de renfort supérieur. En variante la figure 15 montre un noyau réalisé selon le même mode opératoire mais avec une portion en bois 80 encastrée dans la portion en mousse 79 et placée dans la partie inférieure du moule, pour venir ensuite en contact avec le sous-ensemble de renfort inférieur. Les figures 16 et 17 sont relatives à un autre mode de mise en oeuvre de l'invention. Le noyau comprend ici trois portions, deux portions en bois 81a, 81b placées l'une au-dessus de l'autre dans la partie centrale et une portion en mousse 82. Selon la figure 16 on place dans un moule les deux portions en bois 81 a, 81b l'une au-dessus de l'autre. Selon la figure 17 on injecte les composants de la mousse. La mousse s'infiltre et s'étend en partie entre les deux portions en bois qu'elle écarte pour qu'elles se placent sur le dessus et le dessous du noyau dans cette zone. La mousse réalise également l'assemblage de ces deux portions en bois. Les surfaces de séparation entre les portions en bois et la mousse ont une forme de vague conformément à ce qui a été décrit auparavant. Pour faciliter l'engagement de la mousse entre les deux portions de bois, on peut prévoir des canaux longitudinaux ou un chanfrein ou tout moyen approprié. Il n'est pas nécessaire pour cette variante que les formes des vagues des deux portions de bois correspondent. La figure 18 est relative à un autre mode de mise en oeuvre de l'invention appliqué à un noyau de type injecté "in situ", c'est-à-dire directement dans le moule de fabrication du ski. Dans ce cas la couche de séparation 83 des deux portions 84 et 85 du noyau 86 est un élément ajouré qui est placé dans le moule entre les sousensembles de renfort supérieur et inférieur 87 et 88. Préalablement à sa mise dans le moule, l'élément ajouré est mis en forme de vagues pour former une couche de séparation ayant une forme conforme à ce qui a été décrit précédemment. Ainsi à l'injection des composants du noyau, la mousse gonfle par expansion de part et d'autre de cet élément ajouré pour combler tout l'espace entre les deux sous-ensembles. La figure 19 montre un premier exemple d'élément ajouré 89. Il s'agit d'une grille formée par des filaments longitudinaux et transversaux. La grille peut être réalisée en métal ou en fibres noyées dans une matrice de résine ou tout autre matériau ou combinaison de matériaux de nature différente. Selon le mode de réalisation de la figure 20 l'élément ajouré 90 est formé par des lames longilignes espacées et assemblées à intervalles réguliers par des barrettes de liaison. Trois lames 91, 92 et 93 en forme de vagues sont représentées dans la figure 18, elles sont assemblées à l'aide de barrettes de liaison. Il est aussi possible de donner aux lames une forme et/ou une concavité différente au niveau d'une même "vague". Par exemple entre les barrettes 94 et 95 on pourrait donner à la lame centrale 92 une concavité inverse de celle des lames 91 et 93. Le nombre de lames n'est pas limitatif. Selon la figure 21, la couche de séparation 97 n'est pas ajourée mais sa largeur est inférieure à la largeur du noyau pour que la mousse puisse se répandre dans tout le volume du noyau de part et d'autre de la surface de séparation. Ainsi cette figure représente une lame ondulée 97 dont la largeur est constante et inférieure à la largeur minimale du noyau. Pour les modes de construction où la couche de séparation est un élément de structure, par exemple une lame de métal, une nappe de fibres enduites de résine, on peut utiliser les vagues de cet élément pour l'ancrage de vis d'assemblage, ou au contraire éviter que les vis d'assemblage soient vissées dans cet élément. Pour illustrer cela, la figure 16 précédente montre une platine interface 98 qui est montée sur le ski et assemblée à l'aide de quatre vis 99a, 99b, 99c, 99d. Les deux vis avant 99a, 99b sont ancrées dans les vagues au niveau de deux crêtes, les vis arrière 99c, 99d au contraire sont vissées entre des crêtes. Naturellement on pourrait avoir une autre disposition. Egalement à la place des vis on pourrait avoir tout autre moyen d'assemblage, notamment des plots en forme de sapin. Naturellement la présente description n'est donnée qu'à titre indicatif et l'on pourrait adopter d'autres mises en oeuvre de l'invention sans pour autant sortir du cadre de celle-ci. En particulier les différentes variantes de construction qui ont été décrites peuvent être combinées entre elles. De plus l'invention n'est pas limitée au cadre du ski, elle s'applique également aux 10 planches de surf sur neige, aux planches de roulage et de façon générale à toute planche de glisse ou de roulage ayant une structure composite comprenant un noyau central. REVENDICATIONS 1- Planche de glisse ou de roulage comprenant une structure composite longiligne avec un noyau central (6, 49, 65, 86), un sous-ensemble de renfort supérieur (7) et un sous- ensemble de renfort inférieur (8), caractérisée par le fait que sur au moins une partie de sa longueur le noyau (6, 49, 65, 86) est formé en au moins deux portions de noyau superposées (19, 20, 41, 42, 67, 68, 71, 72, 75, 78, 79, 80, 81a, 81b, 84, 85) et séparées par une surface de séparation (21, 44, 68, 69, 73, 76, 83, 89, 90, 97) formant une succession de vagues avec des creux et des crêtes qui s'étend selon la direction longitudinale du noyau. 2- Planche selon la revendication 1, caractérisée par le fait que l'un des paramètres de la surface de séparation (21, 44, 68, 69, 73, 76, 83, 89, 90, 97) que sont l'amplitude des vagues, la longueur, la forme, l'orientation par rapport à une direction longitudinale est variable sur la longueur du ski. 3- Planche selon la revendication 2, caractérisée par le fait que le ski comprend trois portions, une portion arrière (23, 27, 31, 37, 49, 57), une portion centrale (24, 28, 32, 38, 50, 58) et une portion avant (25, 29, 33, 39, 51, 59) et que l'un des paramètres de la surface de séparation (21, 44, 68, 69, 73, 76) varie d'une portion du ski à au moins une autre portion. 4- Planche selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les creux et/ou les vagues (21 a, 21b) sont en contact avec un sous-ensemble de renfort (7, 8) sur une partie au moins de la longueur du ski. 5- Planche selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que les creux et/ou les vagues (21 a, 21 b) s'étendent sur une partie de l'épaisseur du ski sans venir au contact des sous-ensembles de renfort (7, 8). 6- Planche selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le noyau comprend deux portions (66, 67) et que les deux portions (66, 67) du noyau (65) sont en bois. 7- Planche selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le noyau comprend deux portions (75, 78, 79, 80), qu'une portion (75, 80) du noyau est en bois et l'autre portion (78, 79) est en mousse. 8- Planche selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le noyau est en deux portions (66, 67), que les deux portions (66, 67) du noyau sont superposées par simple contact et que la surface de séparation est la surface de contact des deux portions. 9- Planche selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le noyau est en deux portions (71, 72) et que les deux portions (71, 72) du noyau sont assemblées avec une couche intermédiaire (73). 10- Planche selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le noyau (86) est en mousse et que la surface de séparation (83, 89, 90) est un élément ajouré ou un élément (97) de largeur réduite par rapport à la largeur du noyau. 11- Planche selon la revendication 1, caractérisée par le fait que le noyau comprend deux portions en bois (81 a, 81 b) et une portion en mousse (82) qui s'étend en partie entre les deux portions en bois.