Brevet FR2888126A1 — publié le 20070112

PLANCHE DE GLISSE SUR NEIGE Domaine technique L'invention se rattache au domaine de la fabrication des planches de glisse et notamment des planches de glisse sur neige. Elle concerne plus spécifiquement une nouvelle structure de planche de glisse incluant un renfort mécanique textile particulier. Techniques antérieures De façon générale, les planches de glisse sur neige, qu'il s'agisse de ski ou de planche de surf des neiges, présentent une structure qui inclut des renforts mécaniques destinés à assurer non seulement la rigidité longitudinale et transversale de la planche, mais également sa rigidité en torsion. Parmi les renforts employés, on connaît les structures fibreuses, et notamment les nappes fibreuses de renfort à base de fibres de verre imprégnées d'une résine thermodurcissable. Ces renforts peuvent se présenter sous différentes formes, et comportent toujours un ensemble de fils s'étendant dans le sens longitudinal de la planche, afin de conférer une rigidité à la flexion. Ces différents fils sont généralement associés à des fils transversaux, par différents assemblages mécaniques et notamment par couture, mais également par aiguilletage, voire même par collage. La présence de ces fils transversaux, correspondants à des fils de trame lors 25 de la fabrication du renfort, augmente la résistance transversale et la résistance en torsion de la planche. Cette résistance en torsion est d'autant plus nécessaire que la tendance actuelle est de fabriquer des planches qui présentent des lignes de cotes très creusées, et dans lesquelles la largeur de la planche au niveau du patin, c'est-à-dire dans la zone de montage de la fixation, est nettement inférieure à la largeur de la 2888126 -2- planche à proximité des extrémités avant et arrière, respectivement appelées spatule et talon. Quand la planche est utilisée, ces zones de plus forte largeur sont d'autant plus soumises à des contraintes en torsion, qu'à l'inverse, la zone du patin est étroite et creusée. Pour obtenir une résistance en torsion suffisante, il est donc nécessaire sur les planches actuelles d'utiliser des renforts fibreux dont la teneur en fils de trame est plus importante. L'augmentation uniforme de cette teneur en fils de trame conduit inévitablement à l'augmentation du poids de la planche, d'autant plus que les fils de la nappe fibreuse de renfort sont imprégnés de résine. Cet accroissement de la masse des planches est quasiment inévitable pour obtenir la résistance à la flexion au niveau des zones les plus larges. Mais elle peut être considérée comme secondaire en ce qui concerne la zone patin, dans laquelle la résistance à la torsion est moins nécessaire, dans la mesure où cette zone patin est moins sollicitée en torsion. En effet, la zone patin est plus étroite, et elle est également plus rigide du fait que la planche présente sa plus forte épaisseur à ce niveau. Un problème que se propose donc de résoudre l'invention est celui de l'optimisation, sur la surface de la planche, de la raideur en torsion conférée par les nappes fibreuses de renfort. On a proposé comme solution à ce problème de réaliser des renforts présentant des formes complexes. Ainsi, le document FR 2 546 413 décrit des skis comportant des renforts constitués de plusieurs éléments juxtaposés, et réalisés dans des matières différentes. Bien entendu, on conçoit que cette construction est relativement compliquée, et oblige à des manipulations délicates lors de la fabrication. Le Demandeur a décrit dans le document FR 2 699 827, des renforts constitués de rubans textiles, dont la forme épouse sensiblement la ligne de cotes. 2888126 -3- Cette solution n'est pas totalement satisfaisante, dans la mesure où ces renforts présentent une discontinuité au niveau central, qui dégrade la raideur en torsion de la planche. En outre, la présence de rubans superposés au niveau de la ligne centrale du ski génère une surépaisseur qui peut être visible sur la face supérieure du ski. Par ailleurs, un autre phénomène est observé dans les planches actuelles, et notamment les planches présentant une largeur accrue. En effet, les semelles de glisse sont le plus généralement réalisées à base de polyéthylène. Ce matériau présente un coefficient de retrait supérieur au matériau généralement utilisé pour constituer le noyau de la planche. Ainsi, lors du refroidissement de la planche, après le cycle thermique de moulage on observe un phénomène de dilatation différencié qui conduit à un creusement de la semelle. Ce défaut de planéité de la semelle se manifeste par l'apparition d'une légère concavité, très faible dans la zone patin où la planche est étroite, et plus prononcée dans les extrémités avant et arrière, où la planche est plus large et plus mince. On atténue ce défaut par des opérations de ponçage qui s'effectuent par application d'une pression sur la face supérieure de la planche, qui compense donc temporairement le galbe transversal de la semelle pendant le ponçage. Toutefois, après l'opération de ponçage, la pression sur la face supérieure de la planche n'étant plus exercée, la concavité résultant du retrait du polyéthylène réapparaît un peu. Ce phénomène est d'autant plus important que la planche est peu épaisse et large, ce qui correspond malheureusement à la tendance actuelle de la conception des planches de glisse, et notamment des skis qui sont nettement plus larges à proximité des spatules. Un autre objectif de l'invention est de réduire ce phénomène de retrait 30 important des matériaux constituants la semelle du ski. 2888126 -4- Exposé de l'invention L'invention concerne donc une planche de glisse sur neige. De façon connue, la structure de cette planche inclut une nappe fibreuse de renforcement qui comporte non seulement des fils s'étendant longitudinalement, mais également des fils s'étendant transversalement par rapport à la planche. Les planches conçues selon l'invention se caractérisent en ce que la masse surfacique ou grammage des fils s'étendant transversalement est variable selon l'axe longitudinal de la planche. Autrement dit, on fait varier sur la longueur de la planche, le grammage de la trame de la nappe fibreuse de renfort textile, afin de l'adapter aux contraintes en torsion, sans pénaliser par un poids excessif des zones qui ne nécessitent pas de renforcement en torsion particulier. Ainsi, dans le cas de planches présentant une largeur accrue, notamment à proximité des extrémités avant et arrière, le grammage en trame des nappes fibreuses de renforcement sera maximum au niveau de ces zones de plus forte largeur. La raideur en torsion étant directement croissante avec la quantité de fils de renforcement s'étendant transversalement, cette résistance en torsion sera augmentera dans les zones le nécessitant. A l'inverse, ce renfort présentera un moindre grammage en fils de trame au niveau de la zone patin, qui ne nécessite pas une forte résistance en torsion, et ce d'autant plus que l'épaisseur de la planche y est plus importante que dans les zones les plus larges. Bien que les renforts réalisés conformément à l'invention soient plus complexes à fabriquer que les renforts uniformes, cet inconvénient est largement contrebalancé par l'amélioration des performances mécaniques de la planche, et 2888126 -5- notamment l'augmentation de sa raideur en torsion sans accroissement injustifié de son poids. En pratique, cette variation de masse surfacique peut être relativement 5 sensible, et notamment varier dans une plage de 20 à 200 g/m2, sur toute la longueur de la planche. Complémentairement, la masse surfacique peut également présenter des valeurs maximales au niveau des zones de plus faible épaisseur de la planche, dans le cas d'une planche présentant des lignes de cotes sensiblement parallèles. En effet, dans ce cas, la présence des fils transversaux dans la nappe fibreuse de renfort s'oppose partiellement au phénomène de retrait du polyéthylène, matériau constitutif de la semelle. Dans ce cas, l'emploi d'un grammage plus important en fils de trame dans les zones les plus minces permet de contrer de manière plus efficace la concavité de la semelle provoquée par le phénomène de retrait. Grâce à l'invention, cette opposition accrue au retrait n'est mise en oeuvre que dans les zones qui le nécessitent, et typiquement les zones les plus larges et les plus minces de la planche. En revanche, dans les zones les plus épaisses, et par exemple, au niveau de la zone patin d'un ski, les phénomènes de retrait sont moindres, dans la mesure où l'épaisseur de la planche limite l'ampleur de ce retrait. Avantageusement en pratique, la nappe fibreuse de renfort peut comporter deux sous-ensembles de fils s'étendant respectivement longitudinalement et transversalement par rapport à la planche. Ces deux sous-ensembles peuvent être associés soit par couture, par aiguilletage, ou bien encore par l'emploi d'un intermédiaire thermo-fusible présent dans certaines zones de l'interface entre ces deux sous-ensembles. Dans le cas notamment où ces deux sous-ensembles sont associés par couture, le dépôt des fils dans le sens trame au-dessus des fils de chaîne 2888126 -6- longitudinaux s'effectue avec des quantités variables en fonction de la répartition de masse surfacique souhaitée. Avantageusement en pratique, la nappe fibreuse de renfort peut également 5 inclure une couche de matériau non tissé destinée notamment à former un interface de collage avec le reste de la structure du noyau. Description sommaire des figures La manière de réaliser l'invention, ainsi que les avantages qui en découlent 10 ressortiront bien de la description des modes de réalisation qui suivent donnés à l'appui des figures annexées dans lesquelles: La figure 1 est une vue de dessus schématique d'un ski conforme à l'invention, dans lequel le renfort est montré apparent. La figure 2 est une vue de la figure 1, montrant un ski aux lignes de cotes 15 sensiblement parallèles. La figure 3 est une vue en coupe schématique du ski de la figure 2, selon le plan III-III'. Les figures 4 et 5 sont des vues en coupe transversale du ski de la figure 2 selon les plans IV-IV' et V-V'. La figure 6 est une vue en perspective sommaire d'une nappe fibreuse de renfort utilisée pour réaliser l'invention. La figure 7 est une vue en coupe longitudinale de la nappe fibreuse de la figure 6. Manière de réaliser l'invention Comme déjà évoqué, l'invention concerne des planches de glisse équipées d'un renfort améliorant les propriétés de résistance en torsion. L'invention peut équiper différents types de planches mais n'est pas limitée à son emploi uniquement sur des skis, comme illustré aux figures. On peut notamment trouver également un intérêt sur des planches du type surf des neiges. 2888126 -7- Ainsi, comme illustré à la figure 1, un ski (1) présente une zone patin (2) au niveau de laquelle seront montés les éléments de la fixation de sécurité. La zone patin correspondant fréquemment à la partie la plus étroite de la planche. Le ski est au contraire le plus large au niveau des zones avant (3) et arrière (4) situées à proximité des spatules avant (5) et arrière (6). De la sorte, la ligne de cote (7) du ski est donc plus creusée au niveau du patin. L'invention concerne donc plus particulièrement la nappe fibreuse de renfort qui est utilisée pour améliorer les propriétés mécaniques de la planche. Cette nappe fibreuse (10) comporte un certain nombre de fils de chaîne, c'est-à-dire s'étendant longitudinalement sur la longueur du ski, et qui ne sont pas représentés à la figure 1. Ces fils assurent de manière classique un renforcement dans le sens longitudinal, et la résistance ou cintrage du ski. Cette nappe fibreuse (10) comporte également un ensemble de fils transversaux, également appelés fils de trame (11). Conformément à l'invention, ces fils de trame sont disposés et répartis d'une manière qui n'est pas uniforme et homogène, afin d'optimiser leur influence sur les propriétés mécaniques du ski. Ainsi, le grammage en trame varie en se déplaçant le long de l'axe longitudinal du ski. De la sorte, la masse surfacique de trame évolue. Cette masse surfacique est mesurée en rapportant la masse des fils de trame présents sur une surface élémentaire. Cette masse surfacique peut varier entre quelques dizaines de grammes par mètre carrés à quelques centaines de grammes par mètre carrés au maximum. Ainsi, à titre d'exemple, les nappes de renfort utilisées à ce jour présentent généralement une masse en trame de l'ordre de 80 g/m2, qui est homogène et uniforme sur toute leur surface. Conformément à l'invention, la nappe de renfort (10) présente une masse surfacique qui adopte la même valeur de 80 g/m2 mais uniquement au niveau de la zone la plus large avant, et dans laquelle la résistance en torsion est la plus petite. En revanche, au niveau de la zone patin (2), cette 2888126 -8- masse surfacique peut être moindre, et typiquement de l'ordre de 40 g/m2, tandis qu'elle est fixée à une valeur de l'ordre de 60 g/m2 au niveau de la zone arrière la plus large du ski. De la sorte, la présence d'une quantité de fils de trame plus importante au niveau des zones les plus larges (3, 4) de la planche leur confère une résistance en torsion plus élevée, particulièrement recherchée compte tenu de la forte largeur du ski dans ces zones particulières. Toutefois, l'invention présente également un avantage pour les skis présentant une ligne de cotes très faiblement creusée, comme illustré à la figure 2. En effet, dans ce cas, l'épaisseur de la planche est maximum au niveau de la zone patin (2) du ski (21). Elle est en revanche moindre au niveau des zones avant et arrière (23, 24) situées à proximité des spatules (25, 26). Dans ce cas, comme déjà évoqué, la semelle de glisse (30) illustré à la figure 4 subit des efforts de retrait différentiel importants par rapport au reste de la structure du ski, lorsque ce dernier refroidit à la fin du cycle thermique de fabrication par moulage. Dans ce cas, la structure fibreuse de renfort comporte des fils de trame (33) au niveau de la zone avant (23) qui sont en masse surfacique plus importante, de manière à s'opposer à ce phénomène de retrait, et éviter que la semelle ne se bombe et se cintre, ce qui altérerait les propriétés de glisse et le comportement sur neige de la planche. En revanche, dans la zone patin, les fils de trame (31) peuvent être présents avec une masse surfacique moindre, dans la mesure où le reste de la structure (32) du ski s'oppose plus fortement au phénomène de retrait de la semelle (30). Bien entendu, le ski peut également inclure des nappes de renfort (non représentées) en partie supérieure du ski. De multiples solutions sont possibles pour réaliser les nappes fibreuses utilisées dans l'invention, et l'exemple donné ci-après n'est en aucun limitatif. 2888126 -9- Ainsi, la nappe fibreuse du renfort (10) illustrée à la figure 6 comporte une pluralité de fils de chaîne (12), s'étendant longitudinalement le long de la planche. Ces fils de chaîne peuvent être notamment réalisés à base de rovings de verre, mais également de carbone ou d'aramide, pris seuls ou en combinaison. Cet ensemble de fils de chaîne reçoit sur sa face supérieure un ensemble de fils de trame (11) disposés de manière sensiblement perpendiculaire. Dans l'exemple de la figure 6, les fils de trame sont disposés avec une répartition qui est variable. Ainsi les fils (13) sont plus écartés les uns des autres que les fils (14). De la sorte, la masse surfacique du renfort, notamment en fils de trame est supérieure au niveau des fils (14). Cette variation de masse surfacique peut également s'obtenir en utilisant des 15 fils de trame qui sont de nature et/ou de titre différent, avec donc une influence de la masse surfacique globale de la nappe de renfort (10). Selon une autre caractéristique de l'invention, ces ensembles de fils de trame et chaîne (12) peuvent être recouverts d'un voile de surface (15) cousu sur les deux ensembles de fils de chaîne et trame par un fil de couture (16) selon des techniques connues dans le domaine de la réalisation des renforts textiles, notamment avec des machines MALIMO . Ce voile de surface (15) est destiné à assurer un interface de collage avec le reste de la structure du ski, et notamment le noyau lorsqu'il est injecté, et à limiter l'effilochage de la chaîne après découpe de la nappe textile de renfort à la ligne de cote de la planche. D'autres techniques que la couture peuvent être employées pour assurer la solidarisation des ensembles de fils de trame, de chaîne et du voile de surface, notamment la technique d'aiguillage par fluide, mais également des techniques mettant en oeuvre des matériaux thermo-fusibles. Ainsi, il est possible, de déposer entre les fils de chaîne (12) et de trame (11) des fils thermo-fusibles, qui lorsqu'ils sont exposés à une source de chaleur fondent légèrement pour assurer le collage 2888126 -10-des fils de chaîne et trame. Le même type d'interface peut être utilisé entre le voile de surface (15), et les fils de trame (11). Il ressort de ce qui précède que les planches de glisse conformes à l'invention présentent l'avantage d'intégrer une nappe textile de renfort fibreuse qui améliore leurs propriétés de résistance en torsion préférentiellement dans les zones qui le nécessitent, c'est-à-dire les zones les plus larges, et ce sans pénaliser la masse globale du ski, car les zones les moins larges ne nécessitent qu'un renfort de moindre masse surfacique. Cette structure permet également d'améliorer la géométrie de la planche en ce qui concerne la surface de glisse qui présente une planéité améliorée par rapport aux planches connues à ce jour, ce qui réduit le nombre des opérations de finition, et donc coût de fabrication de la planche. -11-REVENDICATIONS 1/ Planche de glisse sur neige (1) dont la structure inclut une nappe fibreuse de renfort (10) comportant des fils (11) s'étendant transversalement par rapport à la planche, caractérisée en ce que la masse surfacique des fils (11) s'étendant transversalement est variable selon l'axe longitudinal de la planche (1). 2/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la masse surfacique présente des valeurs maximales au niveau des zones (23, 24) de plus 10 faible épaisseur de la planche. 3/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la masse surfacique présente des valeurs maximales au niveau des zones (3, 4) de plus forte largeur de la planche. 4/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la variation de masse surfacique de la nappe fibreuse de renfort est obtenue pour l'emploi de fils de trame de titre et/ou de nature différents. 5/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la masse surfacique des fils s'étendant transversalement varie dans une plage de 20 à 200 g/m2. 6/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la nappe 25 fibreuse de renfort comporte deux sous-ensembles de fils s'étendant respectivement longitudinalement (12) et transversalement (11) par rapport à la planche. 7/ Planche de glisse selon la revendication 6, caractérisée en ce que les deux sous-ensembles sont associés par couture (15). 8/ Planche de glisse selon la revendication 6, caractérisée en ce que les deux sous-ensembles sont associés par aiguilletage. 2888126 -12- 9/ Planche de glisse selon la revendication 1, caractérisée en ce que la nappe fibreuse de renfort comporte une couche en un matériau non tissé (15).